Konsep/Prinsip/Struktur/Ciri Mikroskop Probe Mengimbas
Mikroskop probe pengimbasan ialah istilah kolektif untuk pelbagai jenis mikroskop probe baharu (mikroskop daya atom, mikroskop daya elektrostatik, mikroskop daya magnet, mikroskop kekonduksian ion pengimbasan, mikroskop elektrokimia pengimbasan, dll.) yang dibangunkan berdasarkan mikroskop terowong pengimbasan. Ia adalah instrumen analisis permukaan yang dibangunkan di peringkat antarabangsa dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Prinsip dan struktur mikroskopi probe pengimbasan
Prinsip kerja asas mikroskop probe pengimbasan adalah untuk menggunakan interaksi antara probe dan atom permukaan dan molekul sampel, iaitu, untuk membentuk pelbagai medan interaksi fizikal apabila probe dan permukaan sampel hampir dengan skala nano, dan untuk mendapatkan morfologi permukaan sampel dengan mengesan kuantiti fizik yang sepadan. Mikroskop probe pengimbasan terdiri daripada lima bahagian: probe, pengimbas, sensor anjakan, pengawal, sistem pengesanan dan sistem imej.
Pengawal menggerakkan sampel secara menegak dan mendatar melalui pengimbas untuk menstabilkan jarak (atau kuantiti fizikal interaksi) antara probe dan sampel pada nilai tetap; Gerakkan sampel secara serentak dalam satah mendatar xy, supaya probe mengimbas permukaan sampel di sepanjang laluan pengimbasan. Mikroskop probe pengimbasan mengesan isyarat kuantiti fizikal yang berkaitan interaksi antara probe dan sampel oleh sistem pengesanan sambil mengekalkan jarak yang stabil antara probe dan sampel; Dalam kes kuantiti fizikal berinteraksi yang stabil, jarak antara probe dan sampel dikesan oleh sensor anjakan menegak. Sistem imej melakukan pemprosesan imej pada permukaan sampel berdasarkan isyarat pengesanan (atau jarak antara probe dan sampel).
Mengikut medan interaksi fizikal yang berbeza antara probe dan sampel yang digunakan, mikroskop probe pengimbasan dibahagikan kepada siri mikroskop yang berbeza. Mikroskop terowong pengimbasan (STM) dan mikroskopi daya atom (AFM) ialah dua jenis mikroskop probe pengimbasan yang biasa digunakan. Mikroskop terowong mengimbas mengesan struktur permukaan sampel dengan mengukur arus terowong antara probe dan sampel yang diuji. Mikroskopi daya atom mengesan permukaan sampel dengan mengesan ubah bentuk julur mikro yang disebabkan oleh daya interaksi antara hujung jarum dan sampel menggunakan sensor anjakan fotoelektrik, yang boleh menjadi sama ada menarik atau menjijikkan.
Ciri-ciri mikroskopi probe pengimbasan
Mikroskop probe pengimbasan ialah jenis mikroskop ketiga yang memerhati struktur jirim pada skala atom, selain mikroskop ion medan dan mikroskop elektron penghantaran resolusi tinggi. Mengambil contoh mikroskopi terowong terowong (STM), peleraian sisinya ialah 0.1-0.2nm dan peleraian kedalaman membujurnya ialah 0.01nm. Resolusi ini membolehkan pemerhatian yang jelas terhadap atom atau molekul individu yang diedarkan pada permukaan sampel. Sementara itu, mikroskop probe pengimbasan juga boleh digunakan untuk pemerhatian dan penyelidikan dalam udara, gas atau persekitaran cecair lain.
Mikroskop probe pengimbasan mempunyai ciri-ciri seperti resolusi atom, pengangkutan atom, dan nanofabrikasi. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh prinsip kerja yang berbeza bagi pelbagai mikroskop pengimbasan, keputusan yang mereka peroleh mencerminkan maklumat permukaan sampel yang sangat berbeza. Mikroskop terowong pengimbasan mengukur maklumat pengedaran peringkat elektron pada permukaan sampel, yang mempunyai resolusi tahap atom tetapi masih tidak dapat memperoleh struktur sebenar sampel. Dan mikroskop atom mengesan maklumat interaksi antara atom, jadi ia boleh mendapatkan maklumat susunan taburan atom permukaan sampel, yang merupakan struktur sebenar sampel. Sebaliknya, mikroskopi daya atom tidak dapat mengukur maklumat keadaan elektronik yang boleh dibandingkan dengan teori, jadi kedua-duanya mempunyai kekuatan dan kelemahan mereka sendiri.
