Принцип і структура скануючої зондової мікроскопії
Основний принцип роботи скануючої зондової мікроскопії полягає у використанні взаємодії між зондом і атомами та молекулами на поверхні зразка, тобто коли зонд і поверхня зразка близькі до нанометрового масштабу, фізичні поля різних взаємодій є формується, а морфологію поверхні зразка отримують шляхом вимірювання відповідних фізичних величин. Скануюча зондова мікроскопія складається з зонда, сканера, датчика переміщення, контролера, системи виявлення та системи зображення.
Контролер переміщує зразок у вертикальному напрямку через сканер, щоб стабілізувати відстань (або фізичну величину взаємодії) між зондом і зразком на фіксованому значенні; Одночасно перемістіть зразок у горизонтальній площині xy, щоб зонд сканував поверхню зразка вздовж шляху сканування. Скануюча зондова мікроскопія виявляє відповідні сигнали фізичної величини взаємодії між зондом і зразком, коли відстань між зондом і зразком стабільна; За умови стабільної взаємодії фізичних величин відстань між зондом і зразком визначається датчиком вертикального переміщення. Система зображення виконує обробку зображення на поверхні зразка на основі сигналу виявлення (або відстані між зондом і зразком).
Відповідно до різних фізичних полів взаємодії між зондом і зразком скануюча зондова мікроскопія поділяється на різні серії мікроскопів. Серед них скануючий тунельний мікроскоп (СТМ) і атомно-силова мікроскопія (АСМ) є двома широко використовуваними скануючими зондовими мікроскопами. Скануючий тунельний мікроскоп виявляє структуру поверхні зразка шляхом визначення тунельного струму між зондом і вимірюваним зразком. Атомно-силова мікроскопія виявляє поверхню зразка шляхом виявлення мікродеформації кантилевера, спричиненої силою взаємодії між кінчиком і зразком (яка може бути привабливою або відштовхуючою) за допомогою фотоелектричного датчика зміщення.
