Принцип и структура сканирующей зондовой микроскопии.
Основной принцип работы сканирующей зондовой микроскопии заключается в использовании взаимодействия между зондом и атомами и молекулами на поверхности образца, то есть, когда зонд и поверхность образца близки к нанометровому масштабу, физические поля различных взаимодействий формируются, а морфологию поверхности образца получают путем измерения соответствующих физических величин. Сканирующая зондовая микроскопия состоит из зонда, сканера, датчика смещения, контроллера, системы обнаружения и системы изображения.
Контроллер перемещает образец в вертикальном направлении через сканер, чтобы стабилизировать расстояние (или физическую величину взаимодействия) между зондом и образцом на фиксированном значении; Одновременно перемещайте образец в горизонтальной плоскости xy, чтобы зонд сканировал поверхность образца вдоль траектории сканирования. Сканирующая зондовая микроскопия обнаруживает соответствующие физические количественные сигналы взаимодействия между зондом и образцом, когда расстояние между зондом и образцом стабильно; При условии устойчивого взаимодействия физических величин расстояние между зондом и образцом фиксируется датчиком вертикального перемещения. Система изображений выполняет обработку изображения на поверхности образца на основе сигнала обнаружения (или расстояния между зондом и образцом).
В зависимости от различных физических полей взаимодействия зонда и образца Сканирующая зондовая микроскопия подразделяется на разные серии микроскопов. Среди них сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) и атомно-силовая микроскопия (АСМ) — два наиболее часто используемых метода сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующий туннельный микроскоп обнаруживает структуру поверхности образца, определяя туннельный ток между зондом и измеряемым образцом. Атомно-силовая микроскопия обнаруживает поверхность образца путем обнаружения микродеформации кантилевера, вызванной силой взаимодействия между наконечником и образцом (которая может быть притягивающей или отталкивающей) с помощью фотоэлектрического датчика смещения.
