Skenuojančio zondo mikroskopo principo ir sandaros įvadas
Skenuojančio zondo mikroskopo principas ir sandara
Pagrindinis skenuojančio zondo mikroskopo veikimo principas yra panaudoti zondo ir mėginio paviršiuje esančių atominių molekulių sąveiką, ty fizikinius laukus, susidarančius dėl įvairių sąveikų, kai zondas ir mėginio paviršius artėja prie nanoskalės, ir gauti mėginio paviršiaus morfologiją aptikus atitinkamus fizikinius dydžius. Skenavimo zondo mikroskopas susideda iš penkių dalių: zondo, skaitytuvo, poslinkio jutiklio, valdiklio, aptikimo sistemos ir vaizdo sistemos.
Valdiklis naudoja skaitytuvą mėginiui perkelti vertikalia kryptimi, kad stabilizuotų atstumą (arba fizinį sąveikos dydį) tarp zondo ir mėginio fiksuota verte; Vienu metu perkelkite mėginį x-y horizontalioje plokštumoje, kad zondas nuskaitytų mėginio paviršių išilgai nuskaitymo kelio. Skenuojantis zondo mikroskopas aptinka atitinkamus fizikinius zondo ir mėginio sąveikos signalus aptikimo sistemoje, išlaikant stabilų atstumą tarp zondo ir mėginio; Esant stabiliai fizikinių dydžių sąveikai, atstumas tarp zondo ir mėginio nustatomas poslinkio jutikliu vertikalia kryptimi. Vaizdo gavimo sistema atlieka vaizdo apdorojimą mėginio paviršiuje pagal aptikimo signalą (arba atstumą tarp zondo ir mėginio).
Skenavimo zondų mikroskopai skirstomi į skirtingas mikroskopų serijas, atsižvelgiant į skirtingus naudojamų zondų ir mėginio sąveikos fizinius laukus. Skenuojantis tunelinis mikroskopas (STM) ir atominės jėgos mikroskopas (AFM) yra du dažniausiai naudojami skenavimo zondo mikroskopai. Skenuojantis tunelinis mikroskopas aptinka mėginio paviršiaus struktūrą, matuodamas tunelinės srovės tarp zondo ir tiriamo mėginio dydį. Atominės jėgos mikroskopija naudoja fotoelektrinį poslinkio jutiklį, kad aptiktų mikro konsolės deformaciją, kurią sukelia sąveikos jėga tarp adatos galo ir mėginio (kuri gali būti patraukli arba atstumianti), kad būtų galima aptikti mėginio paviršių.
Skenuojančio zondo mikroskopijos charakteristikos
Nuskaitymo zondo mikroskopas yra trečiojo tipo mikroskopas, stebintis medžiagų struktūras atominiu masteliu, po lauko jonų mikroskopijos ir didelės -raiškos perdavimo elektronų mikroskopijos. Pavyzdžiui, skenuojantis tunelinis mikroskopas (STM), jo šoninė skiriamoji geba yra 0,1–0,2 nm, o išilginė gylio skiriamoji geba yra 0,01 nm. Tokia skiriamoji geba gali aiškiai stebėti atskirus atomus ar molekules, paskirstytas mėginio paviršiuje. Tuo tarpu skenavimo zondo mikroskopai taip pat gali būti naudojami stebėjimui ir tyrimams ore, kitose dujose ar skystoje aplinkoje.
