Princíp a štruktúra rastrovacej sondovej mikroskopie
Základným pracovným princípom mikroskopie so skenovacou sondou je využitie interakcie medzi sondou a atómami a molekulami na povrchu vzorky, to znamená, že keď sú sonda a povrch vzorky blízko nanometrovej mierky, fyzikálne polia rôznych interakcií sú a povrchová morfológia vzorky sa získa meraním zodpovedajúcich fyzikálnych veličín. Mikroskopia so skenovacou sondou pozostáva zo sondy, skenera, snímača posunu, ovládača, detekčného systému a obrazového systému.
Riadiaca jednotka pohybuje vzorkou vo vertikálnom smere cez skener, aby stabilizovala vzdialenosť (alebo fyzikálne množstvo interakcie) medzi sondou a vzorkou na pevnej hodnote; Súčasne pohybujte vzorkou v horizontálnej rovine xy tak, aby sonda skenovala povrch vzorky po dráhe skenovania. Mikroskopia so skenovacou sondou deteguje príslušné signály fyzikálnych veličín interakcie medzi sondou a vzorkou, keď je vzdialenosť medzi sondou a vzorkou stabilná; Za podmienok stabilných interakčných fyzikálnych veličín je vzdialenosť medzi sondou a vzorkou zisťovaná snímačom vertikálneho posunu. Obrazový systém vykonáva spracovanie obrazu na povrchu vzorky na základe detekčného signálu (alebo vzdialenosti medzi sondou a vzorkou).
Podľa rôznych fyzikálnych polí interakcie medzi sondou a vzorkou je mikroskopia so skenovacou sondou rozdelená do rôznych sérií mikroskopov. Medzi nimi sú skenovací tunelový mikroskop (STM) a mikroskopia atómovej sily (AFM) dve bežne používané skenovacie sondové mikroskopy. Rastrovací tunelový mikroskop zisťuje štruktúru povrchu vzorky detekciou tunelového prúdu medzi sondou a meranou vzorkou. Mikroskopia atómovej sily deteguje povrch vzorky detekciou mikrokonzolovej deformácie spôsobenej interakčnou silou medzi hrotom a vzorkou (ktorá môže byť atraktívna alebo odpudivá) prostredníctvom fotoelektrického snímača posunu.
