Introduktion till principen och strukturen för avsökningssondmikroskop
Princip och struktur för skanningssondmikroskop
Den grundläggande arbetsprincipen för ett skanningsprobmikroskop är att utnyttja interaktionerna mellan sonden och atommolekylerna på provets yta, det vill säga de fysiska fälten som bildas av olika interaktioner när sonden och provytan närmar sig nanoskalan, och erhålla provets ytmorfologi genom att detektera motsvarande fysiska storheter. Skanningssondmikroskopet består av fem delar: sond, skanner, förskjutningssensor, styrenhet, detektionssystem och bildsystem.
Styrenheten använder en skanner för att flytta provet i vertikal riktning för att stabilisera avståndet (eller den fysiska kvantiteten av interaktion) mellan sonden och provet vid ett fast värde; Flytta samtidigt provet i x-y horisontalplanet så att sonden skannar provets yta längs skanningsbanan. Skanningsprobmikroskop detekterar de relevanta fysiska kvantitetssignalerna för interaktionen mellan sonden och provet i detektionssystemet, samtidigt som ett stabilt avstånd mellan sonden och provet upprätthålls; Vid stabil interaktion av fysiska storheter detekteras avståndet mellan sonden och provet av en förskjutningssensor i vertikal riktning. Bildbehandlingssystemet utför bildbehandling på ytan av provet baserat på detekteringssignalen (eller avståndet mellan sonden och provet).
Skanningsprobmikroskop är indelade i olika serier av mikroskop baserat på de olika fysiska interaktionsfälten mellan de använda sonderna och provet. Scanning tunneling microscope (STM) och atomic force microscope (AFM) är två vanliga typer av scanning probe mikroskop. Skannande tunnelmikroskop detekterar ytstrukturen hos ett prov genom att mäta storleken på tunnelströmmen mellan sonden och provet som testas. Atomkraftsmikroskopi använder en fotoelektrisk förskjutningssensor för att detektera mikrokonsoldeformationen som orsakas av interaktionskraften mellan nålspetsen och provet (som kan vara antingen attraktivt eller frånstötande) för att detektera provets yta.
Egenskaper för skanningssondmikroskopi
Skannasondmikroskop är den tredje typen av mikroskop som observerar materialstrukturer i atomär skala, efter fältjonmikroskopi och hög-transmissionselektronmikroskopi. Med scanning tunneling microscope (STM) som ett exempel är dess laterala upplösning 0,1~0,2nm och dess longitudinella djupupplösning är 0,01nm. Sådan upplösning kan tydligt observera enskilda atomer eller molekyler fördelade på provets yta. Under tiden kan scanningsprobmikroskop också användas för observation och forskning i luft, andra gaser eller vätskemiljöer.
