嗨，本项目是一个旨在通过DIY来搭建一个原子级扫描隧道显微镜。
截止至2022年6月，本项目已经成功测量了隧穿距离-电流曲线、热解石墨（HOPG）的偏压-电流曲线以及样品无尺寸定性成像。
*由于时间关系，详细的说明文档将在后续完善。
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Archive
该目录下为第一代显微镜的开源资料，详见其内readme -
3DModel
该目录内包括了外壳设计文件、CNC加工所需的STEP文件 -
Software
该目录下包括了单片机程序（使用Arduino、PlatformIO完成），用于控制单片机的Python程序（通过串口与单片机通讯，界面设计基于QT），用于转换扫描图像的Python程序。 -
Document 该目录下包括了在开发过程中参考的论文、数据手册。（如涉及版权问题，请提交Issue删除）
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Docs
该目录下的文档介绍了当前版本下的STM构建、设计原理。
- 电路使用嘉立创EDA进行绘制，请移步OSHWHUB，点击右上方的“编辑器打开”。
GitHub（国际节点）：技术文档 - GitHub
Gitee（国内节点）：技术文档 - Gitee
截至2022/07，目前已公布了两个不同机械结构的STM方案
虽然目前STM的搭建方案仍在修改完善，但目前发布的资料集合在一定程度上是能够运行的，故本项目将参考软件发行的方式，在STM方案更新后，采用Release的方式对方案进行发布，每次发布的STM方案版本号命名规则如下：
版本号以A.B.C式命名，当方案机械结构存在重构时，A将发生变化。在方案的电路、软件、机械结构存在较大的修改时，B将发生变化。当方案存在细微修改时，C将发生变化。
以1.0.0为例，该版本号即代表第一代机械结构的STM设计方案。
这是初代STM方案，机械结构采用两块铝板搭建：你，亲眼看过原子吗？ - 哔哩哔哩
方案较为简单，没有取得能够用于分析的实验结果，但后续方案的搭建基于本初代方案进行搭建，本版本的方案仅供参考，暂不提供详细的文档资料。
发布的方案文件包括了：
- 3D模型文件（SolidWorks）
- Arduino程序：用于控制STM的ESP32单片机控制程序（采用LVGL进行交互）、基于MPU9250的震动探测程序，均采用Arduino+Platform IO进行开发
- PCB及原理图
- 用于测量干涉条纹的Python脚本
- LTSpice对电源芯片的仿真文件
该版本方案为第二代显微镜结构： 耗时九个月，我可能来到了纳米尺度...... - 哔哩哔哩
该方案的结构能够测量：
- 隧穿距离-电流曲线
- 扫描隧道谱（STS）
v2.0.0.zip内含的文件包括：
- 3DModel：SolidWorks绘制的3D模型文件、CNC加工所需的STEP文件
- PCB：立创EDA专业版绘制的原理图、PCB文件
- Software：在Arduino文件夹下，包含ESP32单片机的控制程序、ATMEGA 328P单片机的控制程序。在Python文件夹下，包含了上位机控制软件、图像转换程序
如果你也想制作一个STM显微镜，或者对我有什么建议的话，可以在此页面提交Issue。
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2021/11
不稳定隧穿
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2022/1/11
开源页面提交
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2022/1/18
减震台下加装了<网球>，减震效果拔群
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2022/2/05
1）系统模拟部分供电改为9V电池供电，数字部分继续使用开关电源。
2）ADP5070不工作了，奶奶的！为什么。
3）在《 Construction of a scanning tunneling microscope for imaging of carbon nanotubes》P35中发现隧穿电流应在100pA - 10nA，按照现有运放的倍数应该关注1V以内的信号，之前看样子搞错了。
4）OPA627的开环电压增益有120dB，输入偏置电流1pA，讲道理用100MΩ的反馈电阻应该是可行的？ -
2022/2/16
对运放的输入输出特性进行了测试，证明前级隧道电流放大电路是可行的。
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2022/3/14
1）CNC加工的新结构加工完成
2）摒弃LVGL与显示屏作为控制系统 -
2022/3/21
使用了新的结构系统、电路、控制系统进行了隧穿电流进近测试：
1）隧穿电流初步稳定，能够维持十几秒。
2）通过八个点的采样测试隧穿电流-压电陶瓷形变曲线发现基本符合指数特征。
3）确认并不需要非常复杂的减震系统。
4）基本确认之前出现的输出跳动现象为热膨胀的失配。 -
2022/4/12
1）在对进近机械结构中的步进电机进行热隔离调整后，隧穿电流已非常稳定，能够维持至少30分钟。
2）对新的隧穿曲线进行分析，发现电流-压电陶瓷形变关系并不只是单纯的指数关系，结合老师给出的意见，怀疑有其他函数复合。初步怀疑为针尖与样品间形成的电容器导致的。
3）完善了细进近控制算法，现在可以点击开始进近之后去打几把极地大乱斗。
4）模拟部分供电由9V电池供电更换为3S锂聚合物电池供电。 -
2022/4/20
完成恒高模式下的STM图像扫描，并经过重复性实验验证，但无法确定图像尺度以及成像内容的完全可靠。 -
2022/5/01
攥写毕业设计论文。 -
2022/5/04
毕业设计论文攥写完成70%，开始编写恒流扫描算法。 -
2022/6/16
第二代显微镜开源资料公布 -
2022/10/21
开始设计粘滑压电马达