Egwyddor a Strwythur Microsgop Stiliwr Sganio
Egwyddor weithredol sylfaenol microsgopeg chwiliwr sganio yw defnyddio'r rhyngweithio rhwng y stiliwr ac atomau arwyneb a moleciwlau'r sampl, hynny yw, meysydd ffisegol rhyngweithiadau amrywiol a ffurfiwyd pan fydd y stiliwr a'r arwyneb sampl yn agos at y nanoscale, a a gafwyd trwy ganfod y meintiau ffisegol cyfatebol Morffoleg arwyneb y sampl. Mae microsgop y stiliwr sganio yn cynnwys pum rhan yn bennaf: stiliwr, sganiwr, synhwyrydd dadleoli, rheolydd, system ganfod a system ddelweddau.
Mae'r rheolydd yn symud y sampl i'r cyfeiriad fertigol trwy'r sganiwr fel bod y pellter rhwng y stiliwr a'r sampl (neu faint ffisegol y rhyngweithio) yn cael ei sefydlogi ar werth sefydlog; ar yr un pryd, mae'r sampl yn cael ei symud yn y plân xy llorweddol fel bod y stiliwr yn dilyn y sganio Mae'r llwybr yn sganio arwyneb y sampl. Wrth sganio microsgopeg stiliwr, pan fo'r pellter rhwng y stiliwr a'r sampl yn sefydlog, mae'r system ganfod yn canfod signal maint ffisegol perthnasol y rhyngweithio rhwng y stiliwr a'r sampl; pan fo maint ffisegol y rhyngweithiad yn sefydlog, caiff ei ganfod gan y synhwyrydd dadleoli trwy'r cyfeiriad fertigol Y pellter rhwng y stiliwr a'r sampl. Mae'r system ddelwedd yn perfformio prosesu delwedd fel delweddu ar wyneb y sampl yn ôl y signal canfod (neu'r pellter rhwng y stiliwr a'r sampl).
Rhennir microsgopau chwiliwr sganio yn gyfresi gwahanol o ficrosgopau yn ôl gwahanol feysydd ffisegol y rhyngweithio rhwng y stiliwr a'r sampl. Yn eu plith, mae microsgop twnelu sganio (STM) a microsgop grym atomig (AFM) yn ddau fath o ficrosgopau chwiliwr sganio a ddefnyddir yn fwy cyffredin. Mae'r microsgop twnelu sganio yn canfod strwythur arwyneb y sampl trwy ganfod maint cerrynt y twnnel rhwng y stiliwr a'r sampl sydd i'w brofi. Mae'r microsgop grym atomig yn canfod wyneb y sampl trwy ganfod anffurfiad y micro-gantilifer a achosir gan y grym rhyngweithio rhwng y domen a'r sampl (a all fod yn ddeniadol neu'n wrthyrru) gan synhwyrydd dadleoli ffotodrydanol.
Nodweddion Sganio Probe Microsgopau
Microsgopeg stiliwr sganio yw'r trydydd microsgop ar gyfer arsylwi strwythur mater ar y raddfa atomig ar ôl microsgopeg ïon maes a microsgopeg electronau trawsyrru cydraniad uchel. Gan gymryd Microsgop Sganio Twnelu (STM) fel enghraifft, ei gydraniad ochrol yw 0.1~0.2nm, a'i gydraniad dyfnder fertigol yw 0.01nm. Gall datrysiad o'r fath arsylwi'n glir ar atomau sengl neu foleciwlau wedi'u dosbarthu ar wyneb y sampl. Ar yr un pryd, gall microsgop y stiliwr sganio hefyd gynnal ymchwil arsylwi mewn amgylcheddau aer, nwyon eraill neu hylif.
Mae gan ficrosgopau chwiliwr sganio nodweddion cydraniad atomig, trafnidiaeth atomig, a nano-microbrosesu. Fodd bynnag, oherwydd gwahanol egwyddorion gweithio microsgopau sganio amrywiol yn fanwl, mae'r wybodaeth ar wyneb y sampl a adlewyrchir gan y canlyniadau a gafwyd ganddynt yn wahanol iawn. Mae microsgopeg twnelu sganio yn mesur gwybodaeth ddosbarthu gorsafoedd electronau ar wyneb y sampl, sydd â chydraniad lefel atomig ond yn dal yn methu â chael gwir strwythur y sampl. Mae'r microsgop atomig yn canfod y wybodaeth ryngweithio rhwng atomau, felly gellir cael gwybodaeth trefniant y dosbarthiad atomig ar wyneb y sampl, hynny yw, gwir strwythur y sampl. Ond ar y llaw arall, ni all y microsgop grym atomig fesur y wybodaeth cyflwr electronig y gellir ei gymharu â'r theori, felly mae gan y ddau eu manteision a'u hanfanteision eu hunain.
