Tswvyim/Principle/Structure/Features of Scanning Probe Microscope
Scanning probe microscope yog ib lub sij hawm sib sau ua ke rau ntau yam tshiab ntawm kev sojntsuam microscopes (atomic force microscope, electrostatic force microscope, magnetic force microscope, scanning ion conductivity microscope, scanning electrochemical microscope, etc.) tsim los ntawm kev tshuaj ntsuam tunneling microscope. Nws yog cov cuab yeej tshuaj ntsuam xyuas saum npoo tsim thoob ntiaj teb hauv xyoo tas los no.
Lub hauv paus ntsiab lus thiab cov qauv ntawm scanning sojntsuam microscopy
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm lub tshuab ntsuas ntsuas lub tshuab ntsuas ntsuas yog siv cov kev sib cuam tshuam ntawm kev sojntsuam thiab cov atoms saum npoo thiab cov qauv ntawm cov qauv, uas yog, tsim ntau yam kev sib tshuam ntawm lub cev thaum qhov kev sojntsuam thiab cov qauv nto ze ze ntawm nanoscale, thiab kom tau txais qhov chaw morphology ntawm tus qauv los ntawm kev kuaj xyuas cov khoom siv lub cev. Lub tshuab ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas muaj tsib ntu: ntsuas ntsuas, ntsuas ntsuas, ntsuas ntsuas ntsuas, ntsuas ntsuas, ntsuas ntsuas ntsuas, thiab cov duab kaw lus.
Tus maub los txav tus qauv vertically thiab horizontally los ntawm lub scanner kom stabilize qhov kev ncua deb (los yog lub cev muaj nuj nqis ntawm kev sib cuam tshuam) ntawm qhov kev sojntsuam thiab cov qauv ntawm tus nqi ruaj khov; Ib txhij txav tus qauv hauv lub dav hlau kab rov tav xyov, kom qhov kev sojntsuam sojntsuam qhov chaw ntawm tus qauv raws txoj kev scanning. Lub tshuab ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas ntsuas qhov ntsuas lub cev muaj nuj nqis ntawm kev sib cuam tshuam ntawm kev sojntsuam thiab cov qauv los ntawm kev kuaj xyuas qhov system thaum tuav qhov kev ncua deb ntawm kev sojntsuam thiab cov qauv; Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm ruaj khov interacting lub cev kom muaj nuj nqis, qhov kev ncua deb ntawm lub sojntsuam thiab cov qauv yog kuaj los ntawm ib tug ntsug displacement sensor. Lub kaw lus duab ua cov duab ua rau ntawm qhov chaw ntawm cov qauv raws li qhov teeb meem nrhiav pom (lossis qhov kev ncua deb ntawm qhov kev sojntsuam thiab cov qauv).
Raws li qhov sib txawv ntawm lub cev ntawm kev sib cuam tshuam ntawm kev sojntsuam thiab cov qauv siv, scanning probe microscopes tau muab faib ua ntau yam ntawm microscopes. Scanning tunneling microscopy (STM) thiab atomic force microscopy (AFM) yog ob hom kev sojntsuam sojntsuam. Scanning tunneling microscope kuaj pom cov qauv saum npoo ntawm cov qauv los ntawm kev ntsuas qhov tunneling tam sim no ntawm qhov kev sojntsuam thiab cov qauv raug kuaj. Atomic force microscopy kuaj pom qhov saum npoo ntawm tus qauv los ntawm kev kuaj xyuas lub micro cantilever deformation los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub koob thiab cov qauv siv lub photoelectric hloov pauv sensor, uas tuaj yeem yog qhov txaus nyiam lossis xav tsis thoob.
Cov yam ntxwv ntawm scanning sojntsuam microscopy
Scanning probe microscope yog hom thib peb ntawm microscope uas saib xyuas cov qauv ntawm cov teeb meem ntawm lub atomic scale, ntxiv rau daim teb ion microscopy thiab high-resolution kis electron microscopy. Ua piv txwv scanning tunneling microscopy (STM) ua piv txwv, nws qhov kev daws teeb meem sab nraud yog 0.1-0.2nm, thiab nws qhov kev daws teeb meem ntev ntev yog 0.01nm. Qhov kev daws teeb meem no tso cai rau kom pom tseeb ntawm tus kheej atoms lossis molecules faib rau saum npoo ntawm cov qauv. Meanwhile, scanning sojntsuam microscopy kuj siv tau rau kev soj ntsuam thiab kev tshawb fawb nyob rau hauv huab cua, lwm yam roj los yog kua ib puag ncig.
Scanning probe microscopes muaj cov yam ntxwv xws li atomic daws teeb meem, atomic thauj, thiab nanofabrication. Txawm li cas los xij, vim muaj cov qauv kev ua haujlwm sib txawv ntawm ntau lub tshuab kuaj kab mob, cov txiaj ntsig lawv tau txais cuam tshuam cov ntaub ntawv sib txawv ntawm cov qauv. Lub tshuab ntsuas tunneling ntsuas ntsuas cov ntaub ntawv xa tawm ntawm cov theem hluav taws xob nyob rau saum npoo ntawm cov qauv, uas muaj atomic theem daws teeb meem tab sis tseem tsis tuaj yeem tau txais cov qauv tseeb ntawm cov qauv. Thiab atomic microscopy kuaj pom cov ntaub ntawv sib cuam tshuam ntawm cov atoms, yog li nws tuaj yeem tau txais cov ntaub ntawv kev npaj ntawm qhov chaw atomic faib ntawm cov qauv, uas yog qhov tseeb qauv ntawm cov qauv. Ntawm qhov tod tes, atomic force microscopy tsis tuaj yeem ntsuas cov ntaub ntawv hluav taws xob hauv xeev uas tuaj yeem sib piv nrog txoj kev xav, yog li ob leeg muaj lawv tus kheej lub zog thiab qhov tsis muaj zog.
