Faedah Mengimbas Mikroskopi Probe yang Khusus
Kelebihan Unik Pengimbasan Mikroskop Probe Prakata:
Apabila sejarah berkembang hingga 1980-an, jenis instrumen analisis permukaan baharu berdasarkan fizik dan menyepadukan pelbagai teknologi moden - mikroskop probe imbasan (STM) telah dilahirkan. STM bukan sahaja mempunyai resolusi spatial yang sangat tinggi (sehingga O.1nm dalam arah mendatar, lebih baik daripada O.01nm dalam arah menegak), ia boleh memerhati secara langsung struktur atom permukaan bahan, dan ia juga boleh memanipulasi atom dan molekul, supaya kehendak Subjektif manusia dikenakan ke atas alam semula jadi. Boleh dikatakan bahawa mikroskop probe pengimbasan adalah lanjutan mata dan tangan manusia, dan penghabluran kebijaksanaan manusia.
Prinsip kerja mikroskop probe pengimbasan adalah berdasarkan pelbagai ciri fizikal dalam julat mikroskopik atau mesoskopik, dan mengesan interaksi antara kedua-duanya apabila mengimbas permukaan bahan yang akan dikaji oleh probe nipis atom, untuk mendapatkan To mengkaji sifat permukaan jirim, perbezaan utama antara jenis SPM yang berbeza ialah sifat hujungnya dan cara sepadannya di mana hujung itu berinteraksi dengan sampel.
Prinsip kerja berasal dari prinsip terowong dalam mekanik kuantum. Terasnya ialah hujung jarum yang boleh mengimbas pada permukaan sampel, mempunyai voltan pincang tertentu dengan sampel, dan mempunyai diameter skala atom. Oleh kerana kebarangkalian terowong elektron mempunyai hubungan eksponen negatif dengan lebar halangan potensi V(r), apabila jarak antara hujung dan sampel adalah sangat dekat, halangan potensi antara mereka menjadi sangat nipis, dan awan elektron bertindih. satu sama lain. Apabila voltan dikenakan, elektron boleh dipindahkan dari hujung ke sampel atau dari sampel ke hujung melalui kesan terowong, membentuk arus terowong. Dengan merekodkan perubahan arus terowong antara hujung jarum dan sampel, maklumat topografi permukaan sampel boleh diperolehi.
Berbanding dengan teknik analisis permukaan yang lain, SPM mempunyai kelebihan unik:
(1) Ia mempunyai resolusi tinggi peringkat atom. Peleraian STM dalam arah selari dan berserenjang dengan permukaan sampel boleh mencapai 0.1nm dan 0.01nm, masing-masing, dan atom tunggal 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. Prestasi yang boleh diperhatikan ini boleh digunakan untuk kajian proses dinamik seperti resapan permukaan.
(3) Adalah mungkin untuk memerhatikan struktur permukaan setempat bagi satu lapisan atom, bukannya imej individu atau sifat purata seluruh permukaan, supaya kecacatan permukaan, pembinaan semula permukaan, morfologi dan kedudukan penjerap permukaan, dan perubahan yang disebabkan oleh penjerap boleh diperhatikan secara langsung. Pembinaan semula permukaan, dsb.
(4) Ia boleh berfungsi dalam persekitaran yang berbeza seperti vakum, atmosfera, dan suhu biasa, dan juga merendam sampel dalam air dan penyelesaian lain, tanpa teknologi penyediaan sampel khas, dan proses pengesanan tidak akan merosakkan sampel. Ciri-ciri ini amat sesuai untuk kajian sampel biologi dan penilaian permukaan sampel di bawah keadaan eksperimen yang berbeza, seperti pemantauan mekanisme pemangkin heterogen, mekanisme superkonduktor, dan perubahan permukaan elektrod semasa tindak balas elektrokimia.
(5) Bekerjasama dengan STS (Scanning Tunneling Spectroscopy), maklumat tentang struktur elektronik permukaan boleh diperolehi, seperti ketumpatan keadaan pada tahap permukaan yang berbeza, telaga elektron permukaan, perubahan dalam halangan potensi permukaan, dan struktur jurang tenaga.
