Co je mikroskop skenovací sondy?
Mikroskop skenovací sondy je některá z několika mikroskopů, které produkují trojrozměrné povrchové obrazy ve velmi vysokých detailech, včetně atomového měřítka. V závislosti na použité mikroskopické technice mohou některé z těchto mikroskopů měřit také fyzikální vlastnosti materiálu, včetně elektrického proudu, vodivosti a magnetických polí. První mikroskop skenovací sondy, nazývaný skenovací tunelový mikroskop (STM), byl vynalezen na začátku 80. let. Vynálezci STM získali o několik let později Nobelovu cenu ve fyzice. Od té doby bylo vynalezeno několik dalších technik, které byly založeny na stejných základních principech. Špička skenovací sondy musí být menší než naskenované prvky na povrchu, aby se vytvořil přesný obraz. Tyto tipy musí být vyměněny každých několik dní. Obvykle jsou horyTed na konzole a v mnoha technikách SPM se měří pohyb konzoly pro stanovení výšky povrchu.
Při mikroskopii skenovacího tunelu se mezi skenovací špičkou a zobrazením povrchu aplikuje elektrický proud. Tento proud je udržován konstantní nastavením výšky špičky, čímž se vytváří topografický obraz povrchu. Alternativně může být výška špičky udržována konstantní, zatímco se mění měnící se proud, aby se určil výšku povrchu. Protože tato metoda používá elektrický proud, je použitelná pouze na materiály, které jsou vodiči nebo polovodiče.
Několik typů mikroskopu skenovací sondy spadá do kategorie mikroskopie atomové síly (AFM). Na rozdíl od mikroskopie skenovacího tunelu lze AFM použít na všechny typy materiálů bez ohledu na jejich vodivost. Všechny typy AFM používají některé nepřímé měřičet síly mezi skenovací špičkou a povrchem pro vytvoření obrazu. Toho je obvykle dosaženo měřením výchylky konzoly. Mezi různé typy mikroskopu atomové síly patří kontakt AFM, nekontaktní AFM a občasný kontakt AFM. Několik úvah určuje, který typ mikroskopie atomové síly je pro konkrétní aplikaci nejlepší, včetně citlivosti materiálu a velikosti vzorku, který má být naskenován.
Existuje několik variací na základních typech mikroskopie atomové síly. Mikroskopie boční síly (LFM) měří krouticí sílu na skenovací špičce, která je užitečná pro mapovací povrchové tření. Skenovací kapacitační mikroskopie se používá k měření kapacitance vzorku a současně vytváří topografický obraz AFM. Mikroskopy atomové síly atomové síly (C-AFM) používají vodivý hrot stejně jako STM, čímž vytvářejí topografický obraz AFM a mapu elektrického proudu. Modulační mikroskopie síly(FMM) se používá k měření elastických vlastností materiálu.
Existují také jiné techniky skenovací sondy sondy pro měření jiných vlastností než trojrozměrný povrch. Pro měření elektrického náboje na povrchu se používají mikroskopy elektrostatických sil (EFM). Ty se někdy používají k testování mikroprocesorových čipů. Skenovací tepelná mikroskopie (STHM) shromažďuje údaje o tepelné vodivosti a mapování topografie povrchu. Mikroskopy magnetické síly (MFM) měří magnetické pole na povrchu spolu s topografií.