Princíp a štruktúra rastrovacích sondových mikroskopov
Rastrovací sondový mikroskop je všeobecný pojem pre rôzne nové sondové mikroskopy (mikroskop s atómovými silami, elektrostatický silový mikroskop, magnetický silový mikroskop, rastrovací iónový vodivostný mikroskop, rastrovací elektrochemický mikroskop atď.) vyvinuté na báze rastrovacieho tunelového mikroskopu. Je to nástroj povrchovej analýzy vyvinutý medzinárodne v posledných rokoch.
Princíp a štruktúra rastrovacieho sondového mikroskopu
Základným pracovným princípom rastrovacieho sondového mikroskopu je využiť interakcie medzi sondou a atómovými molekulami na povrchu vzorky, teda fyzikálne polia tvorené rôznymi interakciami, keď sa sonda a povrch vzorky priblížia k nanomierke, a získať povrchovú morfológiu vzorky detekciou zodpovedajúcich fyzikálnych veličín. Mikroskop skenovacej sondy sa skladá z piatich častí: sonda, skener, snímač posunu, ovládač, detekčný systém a zobrazovací systém.
Riadiaca jednotka používa skener na pohyb vzorky vo vertikálnom smere, aby sa stabilizovala vzdialenosť (alebo fyzikálne množstvo interakcie) medzi sondou a vzorkou na pevnej hodnote; Súčasne pohybujte vzorkou v horizontálnej rovine x-y tak, aby sonda skenovala povrch vzorky pozdĺž dráhy skenovania. Mikroskop skenovacej sondy deteguje príslušné signály fyzikálnych veličín interakcie medzi sondou a vzorkou v detekčnom systéme, pričom udržuje stabilnú vzdialenosť medzi sondou a vzorkou; V prípade stabilnej interakcie fyzikálnych veličín je vzdialenosť medzi sondou a vzorkou zisťovaná snímačom posunu vo vertikálnom smere. Zobrazovací systém vykonáva spracovanie obrazu na povrchu vzorky na základe detekčného signálu (alebo vzdialenosti medzi sondou a vzorkou).
Mikroskopy so skenovacou sondou sú rozdelené do rôznych sérií mikroskopov na základe rôznych fyzikálnych polí interakcie medzi použitými sondami a vzorkou. Rastrovací tunelový mikroskop (STM) a mikroskop s atómovou silou (AFM) sú dva bežne používané typy rastrovacích sondových mikroskopov. Rastrovací tunelový mikroskop zisťuje povrchovú štruktúru vzorky meraním veľkosti tunelovacieho prúdu medzi sondou a testovanou vzorkou. Mikroskopia atómovej sily využíva snímač fotoelektrického posunu na detekciu mikrokonzolovej deformácie spôsobenej interakčnou silou medzi špičkou ihly a vzorkou (ktorá môže byť buď atraktívna alebo odpudivá) na detekciu povrchu vzorky.
