Јединствене предности микроскопије скенирајуће сонде
Принцип рада микроскопа сонде за скенирање заснива се на различитим физичким карактеристикама у микроскопском или мезоскопском опсегу и детектује интеракцију између њих када скенира површину супстанце коју треба проучавати атомски танком сондом, како би се добио То проучавају површинска својства материје, главна разлика између различитих типова СПМ-а је њихова својства врха и одговарајући начин на који врх ступа у интеракцију са узорком.
Принцип рада потиче од принципа тунелирања у квантној механици. Његово језгро је врх игле који може да скенира површину узорка, има одређени напон напона са узорком и има пречник атомске скале. Пошто вероватноћа тунелирања електрона има негативну експоненцијалну везу са ширином потенцијалне баријере В(р), када је растојање између врха и узорка веома близу, потенцијална баријера између њих постаје веома танка, а облаци електрона се преклапају. један другог. Када се примени напон, електрони се могу пренети са врха на узорак или са узорка на врх кроз ефекат тунела, формирајући тунелску струју. Снимањем промене тунелске струје између врха игле и узорка може се добити информација о топографији површине узорка.
У поређењу са другим техникама површинске анализе, СПМ има јединствене предности:
(1) Има високу резолуцију на атомском нивоу. Резолуција СТМ-а у правцу паралелном и управном на површину узорка може да достигне 0.1нм и 0.01нм, респективно, а појединачни атоми могу да се раздвоје.
(2) У реалном времену се може добити тродимензионална слика површине у реалном простору, која се може користити за проучавање периодичне или непериодичне структуре површине. Ова видљива перформанса се може користити за проучавање динамичких процеса као што је површинска дифузија.
(3) Могуће је посматрати локалну површинску структуру једног атомског слоја, а не појединачну слику или просечна својства целе површине, тако да површински дефекти, реконструкција површине, морфологија и положај површинских адсорбената и директно се могу посматрати промене изазване адсорбентима. Реконструкција површине итд.
(4) Може радити у различитим окружењима као што су вакуум, атмосфера и нормална температура, па чак и потопити узорак у воду и друга рјешења, без посебне технологије припреме узорка, а процес детекције неће оштетити узорак. Ове карактеристике су посебно погодне за проучавање биолошких узорака и процену површина узорака у различитим експерименталним условима, као што су праћење хетерогених каталитичких механизама, суправодљивих механизама и промена површине електрода током електрохемијских реакција.
(5) Сарадњом са СТС (Сцаннинг Туннелинг Спецтросцопи) могу се добити информације о површинској електронској структури, као што су густина стања на различитим нивоима површине, површински електронски бунари, промене површинских потенцијалних баријера и структуре енергетског јаза.
