Principiul și structura microscopiei cu sonde de scanare
Principiul de bază al microscopiei cu sonde de scanare este utilizarea interacțiunii dintre sondă și atomii și moleculele de pe suprafața probei, adică atunci când sonda și suprafața probei sunt aproape de scara nanometrică, câmpurile fizice ale diferitelor interacțiuni sunt format, iar morfologia de suprafață a probei se obține prin măsurarea mărimilor fizice corespunzătoare. Microscopia cu sondă de scanare constă din sondă, scaner, senzor de deplasare, controler, sistem de detectare și sistem de imagine.
Controlerul deplasează proba într-o direcție verticală printr-un scaner pentru a stabiliza distanța (sau cantitatea fizică de interacțiune) dintre sondă și probă la o valoare fixă; Mutați simultan proba în planul orizontal xy, astfel încât sonda să scaneze suprafața probei de-a lungul traseului de scanare. Microscopia cu sondă de scanare detectează semnalele cantităților fizice relevante ale interacțiunii dintre sondă și probă atunci când distanța dintre sondă și probă este stabilă; În condițiile unor cantități fizice stabile de interacțiune, distanța dintre sondă și probă este detectată de un senzor de deplasare verticală. Sistemul de imagini efectuează procesarea imaginii pe suprafața probei pe baza semnalului de detectare (sau a distanței dintre sondă și probă).
În funcție de diferitele câmpuri fizice ale interacțiunii dintre sondă și probă, microscopia cu sondă de scanare este împărțită în diferite serii de microscoape. Printre acestea, microscopul cu tunel de scanare (STM) și microscopia cu forță atomică (AFM) sunt două microscopii cu sonde de scanare utilizate în mod obișnuit. Microscopul cu scanare tunel detectează structura de suprafață a probei prin detectarea curentului tunel între sondă și proba măsurată. Microscopia cu forță atomică detectează suprafața probei prin detectarea microdeformației în consolă cauzată de forța de interacțiune dintre vârf și probă (care poate fi atractivă sau respingătoare) prin senzorul fotoelectric de deplasare.
