Principio y estructura de la microscopía de sonda de barrido.
El principio de funcionamiento básico de la microscopía de sonda de barrido es utilizar la interacción entre la sonda y los átomos y moléculas en la superficie de la muestra, es decir, cuando la sonda y la superficie de la muestra están cerca de la escala nanométrica, los campos físicos de varias interacciones son formado, y la morfología de la superficie de la muestra se obtiene midiendo las cantidades físicas correspondientes. La microscopía de sonda de barrido consta de sonda, escáner, sensor de desplazamiento, controlador, sistema de detección y sistema de imagen.
El controlador mueve la muestra en dirección vertical a través de un escáner para estabilizar la distancia (o cantidad física de interacción) entre la sonda y la muestra en un valor fijo; Mueva simultáneamente la muestra en el plano horizontal xy, de modo que la sonda explore la superficie de la muestra a lo largo de la ruta de escaneo. La microscopía de sonda de barrido detecta las señales de cantidades físicas relevantes de la interacción entre la sonda y la muestra cuando la distancia entre la sonda y la muestra es estable; Bajo la condición de interacción estable de cantidades físicas, la distancia entre la sonda y la muestra es detectada por un sensor de desplazamiento vertical. El sistema de imágenes realiza el procesamiento de imágenes en la superficie de la muestra en función de la señal de detección (o la distancia entre la sonda y la muestra).
Según los diferentes campos físicos de interacción entre la sonda y la muestra, la microscopía de sonda de barrido se divide en diferentes series de microscopios. Entre ellos, el microscopio de efecto túnel (STM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM) son dos microscopías de sonda de barrido de uso común. El microscopio de efecto túnel detecta la estructura de la superficie de la muestra detectando la corriente de túnel entre la sonda y la muestra medida. La microscopía de fuerza atómica detecta la superficie de la muestra detectando la deformación del micro voladizo causada por la fuerza de interacción entre la punta y la muestra (que puede ser atractiva o repulsiva) a través del sensor de desplazamiento fotoeléctrico.
