Kaip veikia skenuojantis tunelinis elektroninis mikroskopas
Darbo būdas
Nors skenuojamųjų tunelinių elektroninių mikroskopų konfigūracijos yra skirtingos, juos visus sudaro šios trys pagrindinės dalys: mechaninė sistema (veidrodinis korpusas), kuri verčia zondą judėti trimačiais laidžiojo mėginio paviršiaus atžvilgiu ir yra naudojama valdyti. ir stebėti zondą. Elektroninė atstumo nuo mėginio sistema ir ekrano sistema, skirta išmatuotų duomenų konvertavimui į vaizdus. Jis turi du darbo režimus: nuolatinės srovės režimą ir nuolatinį aukštą režimą.
Pastovios srovės režimas
Tuneliavimo srovę kontroliuoja ir palaiko pastovi elektroninė grįžtamojo ryšio grandinė. Tada kompiuterinė sistema valdo adatos galiuką, kad nuskaitytų mėginio paviršių, tai yra, kad adatos galas judėtų dviem matmenimis x ir y kryptimis. Kadangi tunelio srovę reikia reguliuoti, kad ji būtų pastovi, vietinis aukštis tarp adatos galo ir mėginio paviršiaus taip pat išliks pastovus, todėl adatos antgalis atliks tą patį banguotą judesį su mėginio paviršiaus aukštyn ir žemyn, o Informacija apie aukštį bus atitinkamai atspindėta. išeik. Tai reiškia, kad skenuojantis tunelinis elektroninis mikroskopas gauna trimatę informaciją apie mėginio paviršių. Šiuo darbo metodu gaunama visapusiška vaizdo informacija, aukštos kokybės mikroskopiniai vaizdai ir jis yra plačiai naudojamas.
Nuolatinio aukščio režimas
Mėginio nuskaitymo metu absoliutus adatos galo aukštis turi būti pastovus; tada pasikeis vietinis atstumas tarp adatos galo ir mėginio paviršiaus, atitinkamai pasikeis ir tunelio srovės dydis I; tunelio srovės I pokytį fiksuos kompiuteris ir pavers į vaizdą Rodomas signalas, gaunama skenuojanti tunelinio elektroninio mikroskopo mikrografija. Šis darbo būdas tinka tik palyginti plokščių paviršių ir atskirų komponentų mėginiams.
principu
Skenuojantis tunelinis mikroskopas – tai naujo tipo mikroskopinis prietaisas, skirtas atskirti kietųjų kūnų paviršiaus morfologiją, nustatant elektronų tunelinę srovę kieto paviršiaus atomuose pagal tunelinio efekto principą kvantinėje mechanikoje.
Dėl elektronų tunelinio efekto metale esantys elektronai nėra visiškai apriboti paviršiaus ribose, tai yra, elektronų tankis staiga nenukrenta iki nulio ties paviršiaus riba, o eksponentiškai nyksta už paviršiaus ribų; skilimo ilgis yra apie 1 nm, o tai yra paviršiaus barjero elektronams pabėgti matas. Jei du metalai yra labai arti vienas kito, jų elektronų debesys gali persidengti; jei tarp dviejų metalų įvedama maža įtampa, tarp jų galima stebėti elektros srovę (vadinamą tuneline srove).
