Принцип и структура на сканиращия сондов микроскоп
Основният принцип на работа на сканиращия сондов микроскоп е да се използва взаимодействието между сондата и атомите и молекулите на повърхността на пробата, тоест когато сондата и повърхността на пробата са близо до нанометровия мащаб, когато образуването на различни взаимодействащи физически полета, чрез откриване на съответните физически величини и получаване на топографията на повърхността на пробата. Сканиращият сондов микроскоп се състои от 5 части: сонда, скенер, сензор за изместване, контролер, система за откриване и система за изображения.
Контролер през скенера във вертикала от посоката на движение на пробата, за да стабилизира разстоянието между сондата и пробата (или физическата величина на взаимодействие) във фиксирана стойност; в същото време в хоризонталната равнина xy, за да преместите пробата, така че сондата да сканира повърхността на пробата в съответствие с пътя на сканиране. Сканиращ сонда микроскоп в случай на стабилизиране на разстоянието между сондата и пробата, системата за откриване открива сигнала за взаимодействие между сондата и пробата; в случай на стабилизиране на физическата величина на взаимодействието, разстоянието между сондата и пробата се открива от сензора за изместване във вертикална посока. Системата за изображения се основава на сигнала за откриване (или разстоянието между сондата и пробата) на повърхността на пробата за изображения и друга обработка на изображения.
В зависимост от физическото поле на взаимодействие между сондата и пробата сканиращите сондови микроскопи се разделят на различни семейства микроскопи. Два от най-често използваните видове сканиращи сондови микроскопи са сканиращите тунелни микроскопи (STM) и атомно-силовите микроскопи (AFM). Сканиращата тунелна микроскопия се използва за изследване на повърхностната структура на проба чрез откриване на големината на тунелния ток между сондата и пробата, която се тества. AFM открива повърхността на пробата чрез откриване на деформацията на микроконзолата, причинена от силата на взаимодействие между върха на сондата и пробата (привличаща или отблъскваща) чрез използване на фотоелектричен сензор за изместване.
