Mengimbas kelebihan unik mikroskop probe
Prinsip kerja Mikroskopi Probe Pengimbasan adalah berdasarkan pelbagai sifat fizikal dalam julat mikroskopik atau mesoskopik, dan interaksi antara mereka dikesan melalui probe pengimbasan lineariti atom yang sangat halus di atas permukaan bahan yang dikaji, untuk mendapatkan sifat permukaan bahan yang dikaji, perbezaan utama antara jenis SPM yang berbeza terletak pada perbezaan ciri-ciri jarum mereka dan cara yang sepadan untuk berinteraksi dengan sampel jarum.
Prinsip operasi diperoleh daripada prinsip terowong dalam mekanik kuantum. Pada terasnya ialah hujung yang boleh mengimbas permukaan sampel dengan voltan pincang tertentu di antaranya dan sampel, dan diameternya adalah pada skala atom. Oleh kerana peluang terowong elektron menunjukkan hubungan eksponen negatif dengan lebar halangan potensi V(r), apabila jarak antara hujung jarum dan sampel adalah sangat dekat, halangan potensi antara mereka menjadi sangat nipis, dan awan elektron bertindih antara satu sama lain, dan dengan menggunakan voltan antara hujung jarum dan sampel, elektron boleh dipindahkan dari hujung ke sampel atau dari sampel ke hujung jarum melalui kesan terowong untuk membentuk terowong semasa. Dengan merekodkan perubahan arus terowong antara hujung dan sampel, maklumat tentang morfologi permukaan sampel boleh diperolehi.
SPM mempunyai kelebihan unik berbanding teknik analisis permukaan yang lain:
(1) Peleraian tinggi pada tahap atom, dengan resolusi 0.1 nm secara selari dan 0.01 nm dalam arah berserenjang dengan permukaan sampel, di mana atom individu boleh diselesaikan.
(2) Imej tiga dimensi permukaan dalam ruang sebenar boleh diperolehi dalam masa nyata, yang boleh digunakan untuk kajian struktur permukaan berkala atau tidak berkala, dan prestasi yang boleh diperhatikan ini boleh digunakan untuk kajian proses dinamik. seperti resapan permukaan.
(3) Adalah mungkin untuk memerhatikan struktur permukaan tempatan lapisan atom tunggal dan bukannya imej individu atau sifat purata keseluruhan permukaan, dan dengan itu adalah mungkin untuk memerhati secara langsung kecacatan permukaan, pembinaan semula permukaan, morfologi dan lokasi penjerap permukaan, dan pembinaan semula permukaan yang disebabkan oleh penjerap.
(4) Ia boleh berfungsi dalam persekitaran yang berbeza, seperti vakum, atmosfera, suhu bilik, dan lain-lain, dan juga boleh merendam sampel dalam air dan penyelesaian lain, yang tidak memerlukan teknik pensampelan khas dan tidak merosakkan sampel semasa pengesanan. proses. Ciri-ciri ini amat sesuai untuk kajian sampel biologi dan penilaian permukaan sampel di bawah keadaan eksperimen yang berbeza, seperti untuk mekanisme pemangkin berbilang fasa, mekanisme superkonduktiviti, dan pemantauan perubahan permukaan elektrod semasa tindak balas elektrokimia.
(5) Dalam kombinasi dengan spektroskopi terowong pengimbasan (STS), maklumat tentang struktur elektronik permukaan boleh diperolehi, seperti ketumpatan keadaan pada tahap permukaan yang berbeza, perangkap elektron permukaan, variasi halangan potensi permukaan. dan struktur jurang tenaga.
