Principe en structuur van de scanningsondemicroscoop
Het fundamentele werkingsprincipe van de scanning-sondemicroscoop is het gebruik van de interactie tussen de sonde en de atomen en moleculen van het monsteroppervlak, dat wil zeggen wanneer de sonde en het monsteroppervlak dichtbij de nanometerschaal liggen wanneer de vorming van een verscheidenheid aan op elkaar inwerkende fysieke velden, door de detectie van de overeenkomstige fysieke grootheden en het verkrijgen van de topografie van het monsteroppervlak. De scanning-sondemicroscoop bestaat uit 5 delen: sonde, scanner, verplaatsingssensor, controller, detectiesysteem en beeldsysteem.
Controller door de scanner in verticale richting vanuit de bewegingsrichting van het monster om de afstand tussen de sonde en het monster (of de fysieke hoeveelheid interactie) op een vaste waarde te stabiliseren; tegelijkertijd in het xy horizontale vlak om het monster te verplaatsen, zodat de sonde in overeenstemming met het scanpad het monsteroppervlak scant. Scanning-sondemicroscoop in het geval van het stabiliseren van de afstand tussen de sonde en het monster, detecteert het detectiesysteem het signaal van de interactie tussen de sonde en het monster; in het geval van het stabiliseren van de fysieke grootheid van de interactie, wordt de afstand tussen de sonde en het monster gedetecteerd door de verplaatsingssensor in verticale richting. Het beeldsysteem is gebaseerd op het detectiesignaal (of de afstand tussen de sonde en het monster) op het oppervlak van het monster voor beeldvorming en andere beeldverwerking.
Afhankelijk van het fysieke interactieveld tussen de sonde en het monster, worden scanning-sondemicroscopen onderverdeeld in verschillende families van microscopen. Twee van de meest gebruikte typen scanning-sondemicroscopen zijn scanning-tunnelingmicroscopen (STM) en atomic force-microscopen (AFM). Scanning Tunneling Microscopie wordt gebruikt om de oppervlaktestructuur van een monster te onderzoeken door de grootte van de tunnelstroom tussen de sonde en het te testen monster te detecteren. AFM detecteert het monsteroppervlak door de micro-cantileververvorming te detecteren die wordt veroorzaakt door de interactiekracht tussen de punt van de sonde en het monster (aantrekkelijk of afstotend) door het gebruik van een foto-elektrische verplaatsingssensor.
