Skenējošās zondes mikroskopu princips un uzbūve
Skenējošās zondes mikroskops ir vispārīgs termins dažādiem jauniem zondes mikroskopiem (atomspēka mikroskops, elektrostatiskā spēka mikroskops, magnētiskā spēka mikroskops, skenējošais jonu vadītspējas mikroskops, skenējošais elektroķīmiskais mikroskops u.c.), kas izstrādāti uz skenējošā tuneļmikroskopa bāzes. Tas ir pēdējos gados starptautiski izstrādāts virsmas analīzes instruments.
Skenējošās zondes mikroskopa princips un uzbūve
Skenējošās zondes mikroskopa darbības pamatprincips ir izmantot mijiedarbību starp zondi un atomu molekulām uz parauga virsmas, tas ir, fizikālos laukus, kas veidojas dažādu mijiedarbību rezultātā, kad zonde un parauga virsma tuvojas nanomērogai, un iegūt parauga virsmas morfoloģiju, nosakot atbilstošos fiziskos lielumus. Skenēšanas zondes mikroskops sastāv no piecām daļām: zondes, skenera, pārvietošanas sensora, kontrollera, noteikšanas sistēmas un attēlveidošanas sistēmas.
Kontrolieris izmanto skeneri, lai pārvietotu paraugu vertikālā virzienā, lai stabilizētu attālumu (vai fizisko mijiedarbības daudzumu) starp zondi un paraugu fiksētā vērtībā; Vienlaicīgi pārvietojiet paraugu x-y horizontālajā plaknē, lai zonde skenētu parauga virsmu pa skenēšanas ceļu. Skenējošās zondes mikroskops detektē zondes un parauga mijiedarbības attiecīgos fizikālo daudzumu signālus noteikšanas sistēmā, vienlaikus saglabājot stabilu attālumu starp zondi un paraugu; Stabilas fizikālo lielumu mijiedarbības gadījumā attālumu starp zondi un paraugu nosaka nobīdes sensors vertikālā virzienā. Attēlveidošanas sistēma veic attēla apstrādi parauga virsmā, pamatojoties uz noteikšanas signālu (vai attālumu starp zondi un paraugu).
Skenējošās zondes mikroskopi ir sadalīti dažādās mikroskopu sērijās, pamatojoties uz dažādiem izmantoto zondu un parauga mijiedarbības fiziskajiem laukiem. Skenējošais tunelēšanas mikroskops (STM) un atomspēka mikroskops (AFM) ir divi parasti izmantotie skenēšanas zondes mikroskopu veidi. Skenējošais tunelēšanas mikroskops nosaka parauga virsmas struktūru, mērot tuneļa strāvas lielumu starp zondi un pārbaudāmo paraugu. Atomu spēka mikroskopijā izmanto fotoelektrisko nobīdes sensoru, lai noteiktu mikrokonsoles deformāciju, ko izraisa mijiedarbības spēks starp adatas galu un paraugu (kas var būt pievilcīgs vai atgrūdošs), lai noteiktu parauga virsmu.
