Beeldprincipediagram van een microscoop
Principediagram van microscopische beeldvorming
Ik weet dat de functie van een oculair gelijk is aan die van een vergrootglas, maar het vergrootglas creëert een beeld aan dezelfde kant van het object, en de objectieflens in de microscoop vergroot het object, wat resulteert in een beeld dat zich in de microscoop zou moeten bevinden buis. Als het principe van een oculair hetzelfde is als dat van een vergrootglas, mag het beeld ervan niet worden vergroot in de tegenovergestelde richting van het menselijk oog (aan dezelfde kant van het object). Dus hoe zien we het beeld van secundaire vergroting? Het beeldvormingsprincipe van een microscoop wordt weergegeven in de figuur. De objectieflens heeft een kortere brandpuntsafstand, terwijl het oculair een langere brandpuntsafstand heeft. Het object gaat door de objectieflens en vormt een omgekeerd reëel beeld A "B", dat zich in het brandpunt van het oculair (in de lensbuis) bevindt. Het kan ook worden beschouwd als een object van het oculair, en nadat het door het oculair is gegaan, wordt het een rechtopstaand virtueel beeld. Het is nog steeds hetzelfde als een vergrootglas, met het objectbeeld aan dezelfde kant.
Werkingsprincipe van STM
STM werkt door gebruik te maken van het kwantumtunneleffect. Als de metalen naaldpunt als één elektrode wordt gebruikt en het gemeten vaste monster als een andere elektrode wordt gebruikt, zal er een tunneleffect optreden wanneer de afstand daartussen ongeveer 1 nm is, en zullen elektronen door de ruimtelijke potentiaalbarrière van de ene elektrode naar de andere gaan. elektrode om een stroom te vormen. En Ub: voorspanning; k: Constant, ongeveer gelijk aan 1, Φ 1/2: Gemiddelde werkfunctie, S: Afstand.
Uit de bovenstaande vergelijking kan worden afgeleid dat de tunnelstroom een negatief exponentiële relatie heeft met de afstand S tussen de naaldpuntmonsters. Zeer gevoelig voor veranderingen in de afstand. Daarom zal, wanneer de naaldpunt een vlakke scan uitvoert op het oppervlak van het geteste monster, zelfs als het oppervlak alleen fluctuaties op atomaire schaal vertoont, zeer significante, of zelfs bijna een orde van grootte, veranderingen in de tunnelstroom veroorzaken. Op deze manier kan de fluctuatie op atomaire schaal op het oppervlak worden weerspiegeld door de veranderingen in de stroom te meten, zoals weergegeven aan de rechterkant van de volgende afbeelding. Dit is het basiswerkprincipe van STM, dat de constante-hoogtemodus wordt genoemd (de hoogte van de naaldpunt constant houden).
STM heeft een andere bedrijfsmodus, de zogenaamde constante stroommodus, zoals weergegeven aan de linkerkant van de afbeelding. Op dit punt wordt tijdens het naaldscanproces de tunnelstroom constant gehouden via een elektronische feedbacklus. Om een constante stroom te behouden, beweegt de naaldpunt op en neer met de fluctuatie van het monsteroppervlak, waardoor het traject van de op- en neerwaartse beweging van de naaldpunt wordt geregistreerd en de morfologie van het monsteroppervlak wordt verkregen.
De constante stroommodus is een veelgebruikte werkmodus voor STM, terwijl de constante hoogtemodus alleen geschikt is voor het afbeelden van monsters met kleine oppervlaktefluctuaties. Wanneer het oppervlak van het monster aanzienlijk fluctueert, omdat de naaldpunt zich zeer dicht bij het monsteroppervlak bevindt, kan het gebruik van scannen met constante hoogte er gemakkelijk voor zorgen dat de naaldpunt in botsing komt met het monsteroppervlak, wat leidt tot schade tussen de naaldpunt en het monster. oppervlak.
