Diagrama del principio de obtención de imágenes de un microscopio.
Diagrama de principio de imágenes microscópicas.
Sé que la función de un ocular es equivalente a la de una lupa, pero la lupa crea una imagen en el mismo lado del objeto y la lente objetivo del microscopio magnifica el objeto, lo que da como resultado una imagen que debería estar dentro del microscopio. tubo. Si el principio de un ocular es el mismo que el de una lupa, entonces su imagen no debe ampliarse en la dirección opuesta al ojo humano (en el mismo lado del objeto). Entonces, ¿cómo vemos la imagen de aumento secundario? El principio de obtención de imágenes de un microscopio se muestra en la figura. La lente del objetivo tiene una distancia focal más corta, mientras que el ocular tiene una distancia focal más larga. El objeto pasa a través de la lente del objetivo para formar una imagen real invertida A "B", que se encuentra dentro del punto focal del ocular (dentro del tubo de la lente). También se puede considerar como un objeto del ocular y, después de pasar a través del ocular, se convierte en una imagen virtual vertical. Sigue siendo lo mismo que una lupa, con la imagen del objeto en el mismo lado.
Principio de funcionamiento de STM
STM funciona utilizando el efecto túnel cuántico. Si la punta de la aguja de metal se usa como electrodo y la muestra sólida medida se usa como otro electrodo, se producirá un efecto de túnel cuando la distancia entre ellos sea de aproximadamente 1 nm, y los electrones pasarán a través de la barrera de potencial espacial de un electrodo al otro. electrodo para formar una corriente. Y Ub: tensión de polarización; k: Constante, aproximadamente igual a 1, Φ 1/2: Función de trabajo promedio, S: Distancia.
De la ecuación anterior, se puede ver que la corriente del túnel tiene una relación exponencial negativa con el espacio S entre las muestras de punta de aguja. Muy sensible a los cambios de espaciamiento. Por lo tanto, cuando la punta de la aguja realiza un escaneo plano en la superficie de la muestra analizada, incluso si la superficie solo tiene fluctuaciones de escala atómica, provocará cambios muy significativos, o incluso cercanos a un orden de magnitud, en la corriente del túnel. De esta manera, la fluctuación de la escala atómica en la superficie se puede reflejar midiendo los cambios en la corriente, como se muestra en el lado derecho de la siguiente figura. Este es el principio de funcionamiento básico de STM, que se denomina modo de altura constante (manteniendo constante la altura de la punta de la aguja).
STM tiene otro modo de funcionamiento, llamado modo de corriente constante, como se muestra en el lado izquierdo de la figura. En este punto, durante el proceso de escaneo de la aguja, la corriente del túnel se mantiene constante a través de un circuito de retroalimentación electrónica. Para mantener una corriente constante, la punta de la aguja se mueve hacia arriba y hacia abajo con la fluctuación de la superficie de la muestra, registrando así la trayectoria del movimiento hacia arriba y hacia abajo de la punta de la aguja y proporcionando la morfología de la superficie de la muestra.
El modo de corriente constante es un modo de trabajo comúnmente utilizado para STM, mientras que el modo de altura constante solo es adecuado para obtener imágenes de muestras con pequeñas fluctuaciones de superficie. Cuando la superficie de la muestra fluctúa significativamente, debido a que la punta de la aguja está muy cerca de la superficie de la muestra, el uso del escaneo en modo de altura constante puede causar fácilmente que la punta de la aguja choque con la superficie de la muestra, lo que provoca daños entre la punta de la aguja y la muestra. superficie.
