Mikroskoobi pildistamise põhimõtte skeem
Mikroskoopilise pildistamise põhimõtte diagramm
Ma tean, et okulaari funktsioon on samaväärne suurendusklaasiga, kuid luup loob kujutise objekti samale küljele ja mikroskoobi objektiiv suurendab objekti, mille tulemuseks on pilt, mis peaks olema mikroskoobi sees toru. Kui okulaari põhimõte on sama, mis suurendusklaasil, siis ei tohiks selle pilti suurendada inimsilmale vastupidises suunas (samal pool objekti). Kuidas me siis näeme sekundaarse suurenduse pilti? Mikroskoobi pildistamise põhimõte on näidatud joonisel. Objektiivil on lühem fookuskaugus, okulaaril aga pikem. Objekt läbib objektiivi, moodustades ümberpööratud reaalse kujutise A "B", mis asub okulaari fookuspunktis (läätsetoru sees). Seda võib vaadelda ka kui okulaari objekti ja pärast okulaari läbimist muutub see püstiseks virtuaalkujuks See on ikka sama, mis luup, objekti kujutisega samal küljel.
STM-i tööpõhimõte
STM töötab kvanttunneliefekti kasutades. Kui metallist nõelaotsa kasutatakse ühe elektroodina ja mõõdetud tahket proovi kasutatakse teise elektroodina, tekib tunneliefekt, kui nendevaheline kaugus on umbes 1 nm ja elektronid läbivad ruumilise potentsiaali barjääri ühelt elektroodilt teisele. elektrood voolu moodustamiseks. Ja Ub: eelpinge; k: konstant, ligikaudu võrdne 1-ga, Φ 1/2: keskmine tööfunktsioon, S: vahemaa.
Ülaltoodud võrrandist on näha, et tunneli voolul on negatiivne eksponentsiaalne seos nõela otsa proovide vahekaugusega S. Väga tundlik vahekauguse muutuste suhtes. Seega, kui nõela ots teostab testitava proovi pinnal tasapinnalist skaneerimist, põhjustab see isegi siis, kui pinnal on ainult aatomiskaala kõikumised, tunneli voolus väga olulisi või isegi suurusjärgu lähedaseid muutusi. Sel viisil saab aatomi skaala kõikumist pinnal kajastada, mõõtes voolu muutusi, nagu on näidatud järgmise joonise paremal küljel. See on STM-i põhiline tööpõhimõte, mida nimetatakse konstantse kõrguse režiimiks (hoides nõela otsa kõrgust konstantsena).
STM-il on veel üks töörežiim, mida nimetatakse konstantse voolu režiimiks, nagu on näidatud joonise vasakul küljel. Sel hetkel hoitakse nõela skaneerimise ajal tunneli voolu elektroonilise tagasisideahela kaudu konstantsena. Püsivoolu säilitamiseks liigub nõela ots koos proovipinna kõikumisega üles ja alla, registreerides nõela otsa üles-alla liikumise trajektoori ja andes proovipinna morfoloogia.
Konstantse voolu režiim on STM-i jaoks tavaliselt kasutatav töörežiim, samas kui konstantse kõrguse režiim sobib ainult väikeste pinnakõikumistega proovide pildistamiseks. Kui proovi pind kõigub märkimisväärselt, kuna nõela ots on proovi pinnale väga lähedal, võib konstantse kõrgusega režiimi skaneerimine põhjustada nõela otsa kokkupõrke proovipinnaga, mis põhjustab nõela otsa ja proovi vahelise kahjustuse. pinnale.
