Mikroskopa attēlveidošanas principa diagramma
Mikroskopiskās attēlveidošanas principa diagramma
Es zinu, ka okulāra funkcija ir līdzvērtīga palielināmā stikla funkcijai, taču palielināmais stikls rada attēlu tajā pašā objekta pusē, un mikroskopa objektīvs palielina objektu, kā rezultātā tiek iegūts attēls, kuram vajadzētu būt mikroskopa iekšpusē. caurule. Ja okulāra darbības princips ir tāds pats kā palielināmam stiklam, tad tā attēlu nevajadzētu palielināt cilvēka acij pretējā virzienā (vienā un tajā pašā objekta pusē). Tātad, kā mēs redzam sekundārā palielinājuma attēlu? Mikroskopa attēlveidošanas princips ir parādīts attēlā. Objektīvam ir mazāks fokusa attālums, savukārt okulāram ir garāks fokusa attālums. Objekts iziet cauri objektīva lēcai, veidojot apgrieztu reālu attēlu A "B", kas atrodas okulāra fokusa punktā (objektīva caurules iekšpusē). To var uzskatīt arī par okulāra objektu, un pēc tam, kad tas iziet cauri okulāram, tas kļūst par vertikālu virtuālu attēlu. Tas joprojām ir tāds pats kā palielināmais stikls ar objekta attēlu vienā pusē.
STM darbības princips
STM darbojas, izmantojot kvantu tunelēšanas efektu. Ja metāla adatas galu izmanto kā vienu elektrodu un izmērīto cieto paraugu izmanto kā citu elektrodu, tad, kad attālums starp tiem ir aptuveni 1 nm, rodas tunelēšanas efekts un elektroni izies cauri telpiskā potenciāla barjerai no viena elektroda uz otru. elektrodu, lai izveidotu strāvu. Un Ub: nobīdes spriegums; k: konstante, aptuveni vienāda ar 1, Φ 1/2: vidējā darba funkcija, S: attālums.
No iepriekš minētā vienādojuma var redzēt, ka tuneļa strāvai ir negatīva eksponenciāla attiecība ar atstarpi S starp adatas galu paraugiem. Ļoti jutīgs pret atstatuma izmaiņām. Tāpēc, kad adatas gals veic plakanu skenēšanu uz pārbaudītā parauga virsmas, pat ja virsmai ir tikai atomu mēroga svārstības, tas izraisīs ļoti būtiskas vai pat tuvu lieluma pakāpei tuneļa strāvas izmaiņas. Tādā veidā atomu mēroga svārstības uz virsmas var atspoguļot, mērot strāvas izmaiņas, kā parādīts nākamā attēla labajā pusē. Šis ir STM darbības pamatprincips, ko sauc par nemainīga augstuma režīmu (adatas gala augstuma saglabāšana nemainīgā līmenī).
STM ir vēl viens darbības režīms, ko sauc par pastāvīgās strāvas režīmu, kā parādīts attēla kreisajā pusē. Šajā brīdī adatas skenēšanas procesa laikā tuneļa strāva tiek uzturēta nemainīga, izmantojot elektronisku atgriezeniskās saites cilpu. Lai uzturētu nemainīgu strāvu, adatas gals pārvietojas uz augšu un uz leju līdz ar parauga virsmas svārstībām, tādējādi fiksējot adatas gala kustības augšup un lejup trajektoriju un nodrošinot parauga virsmas morfoloģiju.
Pastāvīgās strāvas režīms ir plaši izmantots STM darba režīms, savukārt nemainīga augstuma režīms ir piemērots tikai attēlveidošanai paraugiem ar nelielām virsmas svārstībām. Ja parauga virsma ievērojami svārstās, jo adatas gals atrodas ļoti tuvu parauga virsmai, pastāvīga augstuma režīma skenēšana var viegli izraisīt adatas gala sadursmi ar parauga virsmu, izraisot adatas galu un parauga bojājumus. virsmas.
