De principes en structuur van scanning-sondemicroscopen
Het basiswerkprincipe van een scanning-sondemicroscoop is het gebruik van de interacties tussen de sonde en de atomaire moleculen op het oppervlak van het monster, dat wil zeggen de fysieke velden die worden gevormd door verschillende interacties wanneer de sonde en het monsteroppervlak de nanoschaal naderen, en het verkrijgen van de oppervlaktemorfologie van het monster door de overeenkomstige fysieke grootheden te detecteren. De scanning-sondemicroscoop bestaat uit vijf delen: sonde, scanner, verplaatsingssensor, controller, detectiesysteem en beeldvormingssysteem.
De controller gebruikt een scanner om het monster in verticale richting te verplaatsen om de afstand (of fysieke hoeveelheid interactie) tussen de sonde en het monster op een vaste waarde te stabiliseren; Verplaats het monster tegelijkertijd in het x-y horizontale vlak, zodat de sonde het oppervlak van het monster langs het scanpad scant. Scanning-sondemicroscoop detecteert de relevante fysieke kwantiteitssignalen van de interactie tussen de sonde en het monster in het detectiesysteem, terwijl een stabiele afstand tussen de sonde en het monster wordt gehandhaafd; Bij stabiele interactie van fysieke grootheden wordt de afstand tussen de sonde en het monster gedetecteerd door een verplaatsingssensor in verticale richting. Het beeldvormingssysteem voert beeldverwerking uit op het oppervlak van het monster op basis van het detectiesignaal (of de afstand tussen de sonde en het monster).
Scanning-sondemicroscopen zijn onderverdeeld in verschillende series microscopen op basis van de verschillende fysieke interactievelden tussen de gebruikte sondes en het monster. Scanning Tunneling Microscoop (STM) en Atomic Force Microscoop (AFM) zijn twee veelgebruikte typen scanning-sondemicroscopen. Een scannende tunnelmicroscoop detecteert de oppervlaktestructuur van een monster door de grootte van de tunnelstroom tussen de sonde en het te testen monster te meten. Atoomkrachtmicroscopie maakt gebruik van een foto-elektrische verplaatsingssensor om de micro-cantileververvorming te detecteren die wordt veroorzaakt door de interactiekracht tussen de naaldpunt en het monster (die aantrekkelijk of afstotend kan zijn) om het oppervlak van het monster te detecteren.
