Kas ir skenēšanas zondes mikroskops?

Visas skenēšanas zondes mikroskopijas metodes ietver materiāla virsmas nelielu skenēšanu ar asu galu, jo dati tiek digitāli iegūti no skenēšanas. Lai iegūtu precīzu attēlu, skenēšanas zondes galam jābūt mazākam par skenējamās virsmas iezīmēm. Šie padomi ir jāmaina ik pēc dažām dienām. Tie parasti tiek uzstādīti uz konsolēm, un daudzās SPM tehnikās tiek mērīta konsoles kustība, lai noteiktu virsmas augstumu.

Skenējošā tuneļa mikroskopijā starp skenēšanas galu un attēlojamo virsmu tiek pielietota elektriskā strāva. Šī strāva tiek uzturēta nemainīga, regulējot gala augstumu, tādējādi veidojot virsmas topogrāfisko attēlu. Alternatīvi, gala augstumu var uzturēt nemainīgu, kamēr tiek mērīta mainīgā strāva, lai noteiktu virsmas augstumu. Tā kā šī metode izmanto elektrisko strāvu, tā ir piemērojama tikai materiāliem, kas ir vadītāji vai pusvadītāji.

Vairāki skenēšanas zondes mikroskopu veidi ietilpst atomu spēka mikroskopijas (AFM) kategorijā. Atšķirībā no skenējošās tuneļa mikroskopijas, AFM var izmantot visu veidu materiāliem neatkarīgi no to vadītspējas. Visu veidu AFM izmanto dažus netiešus spēka mērījumus starp skenēšanas galu un virsmu, lai izveidotu attēlu. To parasti panāk, mērot konsoles novirzi. Dažādi atomu spēka mikroskopa veidi ietver kontakta AFM, bezkontakta AFM un intermitējoša kontakta AFM. Vairāki apsvērumi nosaka, kurš atomu spēka mikroskopijas veids ir vislabākais konkrētam lietojumam, tostarp materiāla jutība un skenējamā parauga lielums.

Atomu spēka mikroskopijas pamatveidiem ir dažas variācijas. Sānu spēka mikroskopija (LFM) mēra skenēšanas gala pagriešanas spēku, kas ir noderīgs virsmas berzes kartēšanai. Skenējošās kapacitātes mikroskopija tiek izmantota, lai izmērītu parauga kapacitāti, vienlaikus veidojot AFM topogrāfisko attēlu. Vadošie atomu spēka mikroskopi (C-AFM) izmanto vadošu galu tāpat kā STM, tādējādi veidojot AFM topogrāfisko attēlu un elektriskās strāvas karti. Spēka modulācijas mikroskopija (FMM) tiek izmantota, lai izmērītu materiāla elastības īpašības.

Ir arī citas skenēšanas zondes mikroskopa metodes, lai izmērītu īpašības, kas nav trīsdimensiju virsma. Elektrostatiskā spēka mikroskopus (EFM) izmanto, lai mērītu elektrisko lādiņu uz virsmas. Tos dažreiz izmanto, lai pārbaudītu mikroprocesoru mikroshēmas. Skenējošā termiskā mikroskopija (SThM) apkopo datus par siltumvadītspēju, kā arī kartē virsmas topogrāfiju. Magnētiskā spēka mikroskopi (MFM) mēra magnētisko lauku uz virsmas kopā ar topogrāfiju.