Schema de principiu imagistică a unui microscop
Diagrama principiului imagistică microscopică
Știu că funcția unui ocular este echivalentă cu cea a unei lupe, dar lupa creează o imagine pe aceeași parte a obiectului, iar lentila obiectivului din microscop mărește obiectul, rezultând o imagine care ar trebui să fie în interiorul microscopului. tub. Dacă principiul unui ocular este același cu cel al unei lupe, atunci imaginea acestuia nu trebuie mărită în direcția opusă ochiului uman (pe aceeași parte a obiectului). Deci, cum vedem imaginea de mărire secundară? Principiul imagistic al unui microscop este prezentat în figură. Obiectivul are o distanta focala mai mica, in timp ce ocularul are o distanta focala mai mare. Obiectul trece prin lentila obiectivului pentru a forma o imagine reală inversată A „B”, care este situată în punctul focal al ocularului (în interiorul tubului lentilei). De asemenea, poate fi privit ca un obiect al ocularului, iar după trecerea prin ocular, devine o imagine virtuală verticală Este tot la fel ca o lupă, cu imaginea obiectului pe aceeași parte.
Principiul de funcționare al STM
STM funcționează prin utilizarea efectului de tunel cuantic. Dacă vârful metalic al acului este folosit ca un electrod și proba solidă măsurată este folosită ca alt electrod, va apărea un efect de tunel atunci când distanța dintre ele este de aproximativ 1 nm, iar electronii vor trece prin bariera de potențial spațial de la un electrod la altul. electrod pentru a forma un curent. Și Ub: tensiune de polarizare; k: Constant, aproximativ egal cu 1, Φ 1/2: Funcția medie de lucru, S: Distanță.
Din ecuația de mai sus, se poate observa că curentul tunelului are o relație exponențială negativă cu distanța S dintre eșantioanele vârfului acului. Foarte sensibil la schimbările de spațiere. Prin urmare, atunci când vârful acului efectuează o scanare plană pe suprafața probei testate, chiar dacă suprafața are doar fluctuații la scară atomică, va provoca modificări foarte semnificative, sau chiar aproape de un ordin de mărime, în curentul tunelului. În acest fel, fluctuația scării atomice de pe suprafață poate fi reflectată prin măsurarea modificărilor curentului, așa cum se arată în partea dreaptă a figurii următoare. Acesta este principiul de bază de lucru al STM, care se numește modul de înălțime constantă (menținând constantă înălțimea vârfului acului).
STM are un alt mod de operare, numit mod curent constant, așa cum se arată în partea stângă a figurii. În acest moment, în timpul procesului de scanare a acului, curentul tunelului este menținut constant printr-o buclă de feedback electronic. Pentru a menține un curent constant, vârful acului se mișcă în sus și în jos odată cu fluctuația suprafeței probei, înregistrând astfel traiectoria mișcării în sus și în jos a vârfului acului și oferind morfologia suprafeței probei.
Modul de curent constant este un mod de lucru utilizat în mod obișnuit pentru STM, în timp ce modul de înălțime constantă este potrivit doar pentru eșantioane de imagistică cu fluctuații mici de suprafață. Atunci când suprafața probei fluctuează semnificativ, datorită faptului că vârful acului este foarte aproape de suprafața eșantionului, utilizarea scanării în modul de înălțime constantă poate determina cu ușurință să ciocnească vârful acului de suprafața probei, ceea ce duce la deteriorarea între vârful acului și probă. suprafaţă.
