Princíp a štruktúra rastrovacieho mikroskopu
Základným pracovným princípom rastrovacieho sondového mikroskopu je využitie interakcie medzi sondou a povrchovými atómami a molekulami vzorky, to znamená, keď sa sonda a povrch vzorky približujú k nanometrovej škále, keď sa vytvárajú rôzne interagujúce fyzikálne polia, prostredníctvom detekcie zodpovedajúcich fyzikálnych veličín a získania topografie povrchu vzorky. Skenovací sondový mikroskop sa skladá z 5 častí: sonda, skener, snímač posunu, ovládač, detekčný systém a obrazový systém.
Ovládač cez skener vo zvislom smere od smeru pohybu vzorky, aby sa stabilizovala vzdialenosť medzi sondou a vzorkou (alebo fyzikálne množstvo interakcie) v pevnej hodnote; súčasne v xy horizontálnej rovine pohybovať vzorkou tak, aby sonda v súlade s dráhou skenovania skenovala povrch vzorky. Skenovací sondový mikroskop v prípade stabilizácie vzdialenosti medzi sondou a vzorkou detekčný systém detekuje signál interakcie medzi sondou a vzorkou; v prípade stabilizácie fyzikálnej veličiny interakcie je vzdialenosť medzi sondou a vzorkou detekovaná snímačom posunu vo vertikálnom smere. Obrazový systém je založený na detekčnom signáli (alebo vzdialenosti medzi sondou a vzorkou) na povrchu vzorky na zobrazovanie a iné spracovanie obrazu.
V závislosti od fyzikálneho poľa interakcie medzi sondou a vzorkou sa mikroskopy so skenovacou sondou delia do rôznych skupín mikroskopov. Dva z bežne používaných typov skenovacích sondových mikroskopov sú skenovacie tunelové mikroskopy (STM) a mikroskopy atómovej sily (AFM). Skenovacia tunelová mikroskopia sa používa na skúmanie povrchovej štruktúry vzorky zisťovaním veľkosti tunelovacieho prúdu medzi sondou a testovanou vzorkou. AFM deteguje povrch vzorky detekciou mikrokonzolovej deformácie spôsobenej interakčnou silou medzi špičkou sondy a vzorkou (buď atraktívnou alebo odpudivou) pomocou fotoelektrického snímača posunu.
