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 mikroskop skenovacího tunelu (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 namontovány na konzoly a v mnoha technikách SPM se měří pohyb konzoly pro stanovení výšky povrchu. V mikroskopii skenovacího tunelu se mezi skenovací špičkou a zobrazeným povrchem 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, použije se pouze na materiály, které jsou vodiči nebo polovodiče.Na rozdíl od mikroskopie skenovacího tunelu lze AFM použít na všechny typy materiálů bez ohledu na jejich vodivost.Všechny typy AFM používají určité nepřímé měření síly mezi skenovací špičkou a povrchem, aby vytvořily obraz.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 nejlepší pro konkrétní aplikaci, včetně citlivosti materiálu a velikosti vzorku, který má být naskenován.

Existuje několik variací základních typů 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 materiálů.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.