Skaneerivate sondimikroskoopide põhimõtted ja struktuur
Skaneeriva sondi mikroskoobi põhitööpõhimõte on ära kasutada sondi ja proovi pinnal olevate aatomimolekulide vahelisi interaktsioone ehk füüsikalisi välju, mis tekivad erinevate interaktsioonide tulemusena, kui sondi ja proovi pind lähenevad nanomõõtmele, ning saada proovi pinna morfoloogia vastavate füüsikaliste suuruste tuvastamise teel. Skaneeriva sondi mikroskoop koosneb viiest osast: sond, skanner, nihkeandur, kontroller, tuvastussüsteem ja pildisüsteem.
Kontroller kasutab skannerit proovi liigutamiseks vertikaalsuunas, et stabiliseerida sondi ja proovi vaheline kaugus (või füüsiline koostoime suurus) fikseeritud väärtusega; Liigutage proovi samaaegselt x-y horisontaaltasapinnal, nii et sond skannib proovi pinda mööda skaneerimisrada. Skaneeriva sondi mikroskoop tuvastab tuvastussüsteemis sondi ja proovi vahelise interaktsiooni asjakohased füüsikalise koguse signaalid, säilitades samal ajal stabiilse kauguse sondi ja proovi vahel; Füüsikaliste suuruste stabiilse interaktsiooni korral tuvastatakse sondi ja proovi vaheline kaugus vertikaalsuunas nihkeanduriga. Pildisüsteem teostab kujutise töötlemist proovi pinnal tuvastussignaali (või sondi ja proovi vahelise kauguse) alusel.
Skaneeriva sondi mikroskoobid jagatakse erinevateks mikroskoopideks, mis põhinevad kasutatavate sondide ja proovi erinevatel füüsikalistel interaktsiooniväljadel. Skaneeriv tunnelmikroskoop (STM) ja aatomjõumikroskoop (AFM) on kaks tavaliselt kasutatavat skaneeriva sondi mikroskoobi tüüpi. Skaneeriv tunnelmikroskoop tuvastab proovi pinnastruktuuri, mõõtes sondi ja testitava proovi vahelise tunnelvoolu tugevust. Aatomjõumikroskoopia kasutab fotoelektrilist nihkeandurit, et tuvastada mikrokonsooli deformatsioon, mis on põhjustatud nõela otsa ja proovi vastastikusest jõust (mis võib olla atraktiivne või tõrjuv), et tuvastada proovi pinda.
