スキャンプローブ顕微鏡とは何ですか？

scaningスキャンプローブ顕微鏡は、原子スケールを含む非常に高い詳細で3次元表面画像を生成するいくつかの顕微鏡のいずれかです。使用される顕微鏡技術に応じて、これらの顕微鏡の一部は、電流、導電率、磁場を含む材料の物理的特性を測定することもできます。1980年代初頭に、scanningトンネル顕微鏡（STM）と呼ばれる最初のスキャンプローブ顕微鏡が発明されました。STMの発明者は、数年後に物理学のノーベル賞を受賞しました。それ以来、同じ基本原則に基づいた他のいくつかの手法が発明されました。スキャンプローブの先端は、正確な画像を作成するために、スキャンされている表面の機能よりも小さくなければなりません。これらのヒントは数日ごとに置き換える必要があります。それらは通常、カンチレバーに取り付けられ、多くのSPM技術では、カンチレバーの動きを測定して表面の高さを決定します。この電流は、先端の高さを調整することで一定に保たれ、表面の地形画像を生成します。あるいは、変化する電流を測定して表面の高さを決定する間、先端の高さを一定に保つことができます。この方法は電流を使用するため、導体または半導体である材料にのみ適用できます。スキャントンネル顕微鏡とは異なり、AFMは、導電率に関係なく、あらゆる種類の材料で使用できます。すべてのタイプのAFMは、スキャン先端と表面の間の力の間接的な測定を使用して、画像を生成します。これは通常、カンチレバーのたわみの測定によって達成されます。さまざまなタイプの原子間力顕微鏡には、接触AFM、非接触AFM、および断続的な接触AFMが含まれます。いくつかの考慮事項は、特定の用途に最適な原子間力顕微鏡検査を決定します。これには、材料の感度やスキャンされるサンプルのサイズが含まれます。横方向の力顕微鏡（LFM）は、走査型の先端のねじれを測定します。これは、表面摩擦のマッピングに役立ちます。走査容量顕微鏡を使用して、サンプルの静電容量を測定しながら、同時にAFMの地形画像を生成します。導電性原子間力顕微鏡（C-AFM）は、STMと同じくらい導電性先端を使用しているため、AFMの地形画像と電流のマップを生成します。力変調顕微鏡（FMM）は、材料の弾性特性を測定するために使用されます。静電力顕微鏡（EFM）は、表面の電荷を測定するために使用されます。これらは、マイクロプロセッサチップのテストに使用されることがあります。スキャン熱顕微鏡（STHM）は、表面の地形をマッピングするだけでなく、熱伝導率に関するデータを収集します。磁力顕微鏡（MFM）は、地形とともに表面の磁場を測定します。