Principio y estructura del microscopio de sonda de barrido.
El principio de funcionamiento básico del microscopio de sonda de barrido es utilizar la interacción entre la sonda y los átomos y moléculas de la superficie de la muestra, es decir, cuando la sonda y la superficie de la muestra se acercan a la escala nanométrica cuando se forma una variedad de campos físicos que interactúan, mediante la detección de las cantidades físicas correspondientes y obtener la topografía de la superficie de la muestra. El microscopio de sonda de barrido se compone de 5 partes: sonda, escáner, sensor de desplazamiento, controlador, sistema de detección y sistema de imagen.
Controlador a través del escáner en vertical desde la dirección de movimiento de la muestra para estabilizar la distancia entre la sonda y la muestra (o la cantidad física de interacción) en un valor fijo; al mismo tiempo en el plano horizontal xy para mover la muestra, de modo que la sonda de acuerdo con la ruta de escaneo para escanear la superficie de la muestra. Microscopio de sonda de barrido en el caso de estabilizar la distancia entre la sonda y la muestra, el sistema de detección detecta la señal de la interacción entre la sonda y la muestra; en el caso de estabilizar la cantidad física de la interacción, la distancia entre la sonda y la muestra es detectada por el sensor de desplazamiento en dirección vertical. El sistema de imágenes se basa en la señal de detección (o la distancia entre la sonda y la muestra) en la superficie de la muestra para obtener imágenes y otros procesamientos de imágenes.
Dependiendo del campo físico de interacción entre la sonda y la muestra, los microscopios de sonda de barrido se dividen en diferentes familias de microscopios. Dos de los tipos de microscopios de sonda de barrido más utilizados son los microscopios de efecto túnel (STM) y los microscopios de fuerza atómica (AFM). La microscopía de efecto túnel se utiliza para examinar la estructura de la superficie de una muestra detectando la magnitud de la corriente de efecto túnel entre la sonda y la muestra bajo prueba. AFM detecta la superficie de la muestra detectando la deformación del microvoladizo causada por la fuerza de interacción entre la punta de la sonda y la muestra (ya sea atractiva o repulsiva) mediante el uso de un sensor de desplazamiento fotoeléctrico.
