Ib tug schematic illustrating lub microscope tus duab system
Kev ua haujlwm ntawm lub qhov muag yog qhov sib npaug ntawm cov iav tsom iav, tab sis cov duab ntawm lub iav tsom iav yog nyob rau tib sab ntawm cov khoom. Tom qab lub hom phiaj lens nyob rau hauv lub microscope magnifies cov khoom, lub resulting duab yuav tsum nyob rau hauv lub microscope raj. Yog hais tias lub hauv paus ntsiab lus ntawm lub qhov muag yog tib yam li cov iav tsom iav, tsis yog nws cov duab tig ntsej muag Cov tib neeg lub qhov muag zooms nyob rau hauv lub opposite direction (tib yam ntawm cov khoom), yog li cas koj yuav paub yuav ua li cas kom pom lub ob- daim duab loj? Lub hauv paus ntsiab lus imaging ntawm lub microscope yog qhia nyob rau hauv daim duab. Lub focal ntev ntawm lub hom phiaj lens yog luv, thiab lub focal ntev ntawm lub eyepiece yog ntev. Cov khoom tsim ib daim duab inverted tiag tiag A "B los ntawm lub hom phiaj lens", cov duab nyob rau hauv lub focal point ntawm lub qhov muag (hauv lub lens chim), thiab nws kuj yuav raug suav hais tias yog cov khoom ntawm lub eyepiece, uas yog ib tug upright virtual duab tom qab dhau los ntawm eyepiece; nws tseem zoo ib yam li lub iav magnifying, thiab cov duab khoom nyob rau tib sab).
STMs ua haujlwm li cas
STM ua haujlwm los ntawm kev siv quantum tunneling nyhuv. Yog hais tias lub koob hlau yog siv los ua ib qho electrode, thiab cov qauv khoom siv los ntsuas yog siv los ua lwm yam electrode, thaum qhov kev ncua deb ntawm lawv yog tsawg li ntawm 1nm, lub qhov dej yuav tshwm sim, thiab electrons yuav dhau los ntawm qhov chaw. barrier los ntawm ib tug electrode mus rau lwm yam electrode los ua ib tug tam sim no. . Thiab qhov twg Ub: bias voltage; k: tas li, kwv yees sib npaug li 1, Φ1/2: nruab nrab ua haujlwm, S: nrug.
Nws tuaj yeem pom los ntawm cov qauv saum toj no uas cov tunneling tam sim no muaj kev sib raug zoo exponential nrog cov lus qhia-piv txwv deb S. rhiab heev rau kev hloov hauv qhov sib nrug. Yog li ntawd, thaum lub koob tshuaj ntsuam xyuas qhov saum npoo ntawm cov qauv yuav tsum tau kuaj, txawm tias qhov saum npoo tsuas muaj qhov hloov pauv ntawm atomic-scale, nws yuav ua rau muaj kev hloov pauv tseem ceeb hauv qhov tam sim no, txawm tias ze rau qhov kev txiav txim ntawm qhov loj. Qhov no tso cai rau atomic-scale fluctuations nyob rau hauv qhov chaw yuav tsum tau reflected los ntawm kev ntsuas kev hloov nyob rau hauv hluav taws xob tam sim no, raws li qhia nyob rau sab xis nyob rau hauv daim duab hauv qab no. Qhov no yog lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm STM, thiab hom kev ua haujlwm no yog hu ua qhov siab qhov siab tsis tu ncua (kom qhov siab qhov siab tas li).
STM kuj muaj lwm hom kev ua haujlwm, hu ua hom tam sim no, raws li pom nyob rau sab laug ntawm daim duab hauv qab no. Nyob rau lub sijhawm no, thaum lub sijhawm ntsuas cov txheej txheem, qhov qhov tam sim no khaws cia tas mus li los ntawm cov lus qhia hluav taws xob. Yuav kom tswj tau qhov tam sim no tsis tu ncua, rab koob taw qhia nce thiab nqis nrog qhov nce thiab nqis ntawm cov qauv saum npoo, thiaj li sau cov trajectory ntawm rab koob nce thiab nqis txav, thiab tom qab ntawd qhov topography ntawm cov qauv saum npoo tuaj yeem ua tau. muab.
Hom tam sim no tsis tu ncua yog ib hom kev ua haujlwm feem ntau ntawm STM, thaum qhov siab qhov siab tsis tu ncua tsuas yog tsim rau cov qauv duab nrog qhov hloov pauv me ntsis. Thaum tus qauv saum npoo fluctuates zoo heev, txij li lub koob taub yog ze rau ntawm tus qauv nto, scanning nyob rau hauv tas li qhov siab hom yuav yooj yim ua rau lub taub hau sib tsoo nrog tus qauv nto, uas ua rau muaj kev puas tsuaj rau lub taub hau thiab cov qauv nto.
Yuav ua li cas AFMs ua haujlwm
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm AFM zoo ib yam li STM. Nyob rau hauv AFM, ib rab koob taub hau ntawm ib qho elastic cantilever uas yog rhiab heev rau lub zog tsis muaj zog yog siv los luam theej duab tus qauv saum npoo hauv raster yam. Thaum qhov kev ncua deb ntawm rab koob thiab cov qauv saum npoo yog ze heev, muaj zog tsis muaj zog (10-12~10-6N) nruab nrab ntawm cov atoms ntawm qhov kawg ntawm rab koob thiab cov atoms ntawm lub qauv nto. Lub sijhawm no, lub micro-cantilever yuav dhau los ua qhov me me elastic deformation. Lub zog F ntawm lub ntsis thiab cov qauv thiab deformation ntawm lub cantilever ua raws li Hooke txoj cai: F=-k * x, qhov twg k yog lub zog tas li ntawm lub cantilever. Yog li ntawd, ntev npaum li qhov deformation ntawm micro-cantilever yog ntsuas, lub zog ntawm lub taub thiab cov qauv tuaj yeem tau txais. Lub zog nruab nrab ntawm rab koob thiab cov qauv muaj qhov muaj zog nyob ntawm qhov kev ncua deb, yog li lub voj voog tawm tswv yim yog siv los ua kom lub zog ntawm rab koob thiab cov qauv tsis tu ncua thaum lub sijhawm scanning, uas yog, qhov deformation ntawm cantilever yog khaws cia. tas li, thiab lub koob taub yuav ua raws li cov qauv. Qhov nce thiab nqis ntawm qhov chaw txav mus los thiab nqis, thiab qhov kev sib tw ntawm rab koob lub zog nce thiab nqis tuaj yeem raug kaw kom tau txais cov ntaub ntawv ntawm qhov chaw saum npoo ntawm cov qauv. Hom kev ua haujlwm no yog hu ua "Constant Force Mode" thiab yog txoj kev siv scanning ntau tshaj plaws.
AFM cov duab kuj tseem tuaj yeem tau txais los ntawm kev siv "Qhov siab qhov siab tsis tu ncua", uas yog, thaum lub sijhawm X, Y scanning, tsis tas siv lub voj voog tawm tswv yim, ua kom qhov kev ncua deb ntawm rab koob thiab cov qauv tsis tu ncua, los ntawm kev ntsuas Z kev taw qhia ntawm microcantilever. tus nqi ntawm deformation rau daim duab. Txoj kev no tsis siv lub voj kev tawm tswv yim thiab tuaj yeem txais kev luam theej duab nrawm dua. Nws feem ntau yog siv ntau dua thaum soj ntsuam atoms thiab molecules, tab sis nws tsis haum rau cov qauv uas muaj qhov sib txawv loj heev.
