Увод у принцип и структуру скенирајућег пробног микроскопа
Принцип и структура скенирајућег пробног микроскопа
Основни принцип рада скенирајућег пробног микроскопа је да искористи интеракције између сонде и атомских молекула на површини узорка, односно физичка поља настала различитим интеракцијама када се сонда и површина узорка приближавају наноскали, и добије морфологију површине узорка детекцијом одговарајућих физичких величина. Микроскоп сонде за скенирање састоји се од пет делова: сонде, скенера, сензора померања, контролера, система за детекцију и система за снимање.
Контролор користи скенер за померање узорка у вертикалном правцу да би стабилизовао растојање (или физичку количину интеракције) између сонде и узорка на фиксној вредности; Истовремено померите узорак у хоризонталној равни к-и тако да сонда скенира површину узорка дуж путање скенирања. Скенирајући микроскоп сонде детектује релевантне сигнале физичке величине интеракције између сонде и узорка у систему за детекцију, док одржава стабилно растојање између сонде и узорка; У случају стабилне интеракције физичких величина, растојање између сонде и узорка детектује се сензором померања у вертикалном правцу. Систем за снимање врши обраду слике на површини узорка на основу сигнала детекције (или растојања између сонде и узорка).
Микроскопи за скенирање са сондом су подељени у различите серије микроскопа на основу различитих физичких поља интеракције између коришћених сонди и узорка. Скенирајући тунелски микроскоп (СТМ) и микроскоп атомске силе (АФМ) су два најчешће коришћена типа микроскопа за скенирање сонде. Скенирајући тунелски микроскоп детектује површинску структуру узорка мерењем величине тунелске струје између сонде и узорка који се тестира. Микроскопија атомске силе користи фотоелектрични сензор померања да детектује микро деформацију конзоле изазвану силом интеракције између врха игле и узорка (која може бити или привлачна или одбојна) да би се открила површина узорка.
Карактеристике микроскопије скенирајуће сонде
Скенирајући пробни микроскоп је трећи тип микроскопа који посматра структуре материјала на атомској скали, након пољске јонске микроскопије и трансмисионе електронске микроскопије високе{0}}резолуције. Узимајући за пример скенирајући тунелски микроскоп (СТМ), његова бочна резолуција је 0,1 ~ 0,2 нм, а резолуција уздужне дубине 0,01 нм. Таква резолуција може јасно посматрати појединачне атоме или молекуле распоређене на површини узорка. У међувремену, микроскопи за скенирање сонде се такође могу користити за посматрање и истраживање у ваздуху, другим гасовима или течним срединама.
