Scanning Tunneling Elektwon Mikwoskopi Prensip
Scanning tunneling microscope (STM) se yon enstriman ki itilize efè tinèl nan teyori pwopòsyon pou detekte estrikti sifas materyèl yo. Li itilize efè tinèl pwopòsyon elektwon ant atòm pou konvèti aranjman atòm sou sifas materyèl yo nan enfòmasyon imaj. nan.
Entwodiksyon
Mikwoskòp elèktron transmisyon an trè itil nan obsève estrikti an jeneral nan sibstans la, men li pi difisil nan analiz la nan estrikti sifas la, paske mikwoskòp elèktron transmisyon an jwenn enfòmasyon atravè elektrisite nan gwo enèji nan echantiyon an, reflete sibstans nan echantiyon. . enfòmasyon andedan. Malgre ke optik mikroskopi elektwonik (SEM) ka revele sèten kondisyon sifas, depi elektwon yo ensidan toujou gen yon sèten enèji epi yo pral antre nan echantiyon an, sa yo rele "sifas la" analize se toujou nan yon pwofondè sèten, ak pousantaj la divize tou. afekte anpil. limit. Malgre ke Field Emission Electron Microscope (FEM) ak Field Ion Microscope (FIM) ka byen itilize pou rechèch sifas, echantiyon an dwe prepare espesyalman epi li ka sèlman mete sou yon pwent zegwi trè mens, epi echantiyon an dwe kapab kenbe tèt ak tou. gwo entansite jaden elektrik, se konsa ke Li limite dimansyon aplikasyon li yo.
Scanning Tunneling Electron Microscope (STM) travay sou yon prensip konplètman diferan, li pa jwenn enfòmasyon sou sibstans echantiyon an pa aji sou echantiyon an ak yon gwo bout bwa elèktron (tankou transmisyon ak optik mikwoskòp elèktron), ni li pa sèvi ak yon gwo jaden elektrik fè elektwon yo nan echantiyon an genyen plis pase soti D 'aktyèl emisyon an (tankou mikwoskòp elèktron emisyon jaden) ki te fòme pa enèji nan travay ka itilize yo etidye materyèl la echantiyon. Li se imaj pa detekte aktyèl tinèl la sou sifas echantiyon an, konsa tankou etidye sifas echantiyon an.
prensip
Mikwoskòp tinèl eskanè se yon nouvo kalite aparèy mikwoskopik pou distenge mòfoloji sifas solid lè yo detekte aktyèl tinèl elektwon nan atòm sou sifas solid la dapre prensip efè tinèl nan mekanik pwopòsyon.
Akòz efè tinèl elektwon yo, elektwon yo nan metal la pa konplètman fèmen nan fwontyè sifas la, se sa ki, dansite elektwon pa toudenkou tonbe a zewo nan fwontyè sifas la, men dekonpozisyon eksponansyèlman deyò sifas la; longè pouri anba tè a se apeprè 1nm, ki se yon mezi baryè sifas pou elektwon yo chape. Si de metal yo trè pre youn ak lòt, nyaj elèktron yo ka sipèpoze; si yo aplike yon ti vòltaj ant de metal yo, yo ka obsève yon kouran elektrik (ki rele kouran tinèl) ant yo.
Fason travay
Malgre ke konfigirasyon yo nan mikwoskòp elektwon tinèl optik yo diferan, yo tout gen ladan twa pati prensipal sa yo: yon sistèm mekanik (kò glas) ki kondui sond la fè mouvman ki genyen twa dimansyon parapò ak sifas echantiyon an kondiktif, epi li itilize pou kontwole ak kontwole sond la. Sistèm elektwonik pou distans ki soti nan echantiyon an ak sistèm ekspozisyon an pou konvèti done yo mezire nan imaj. Li gen de mòd k ap travay: mòd konstan aktyèl ak mòd konstan segondè.
Mòd aktyèl konstan
Kouran an tinèl kontwole epi kenbe konstan pa yon sikwi fidbak elektwonik. Lè sa a, sistèm òdinatè a kontwole pwent zegwi a pou eskane sou sifas echantiyon an, se sa ki fè pwent zegwi a deplase de dimansyon nan direksyon x ak y. Depi aktyèl tinèl la bezwen kontwole yo dwe konstan, wotè lokal la ant pwent zegwi a ak sifas echantiyon an ap rete tou konstan, kidonk pwent zegwi a pral fè menm monte ak desann ak monte ak desann nan sifas echantiyon an, ak enfòmasyon sou wotè yo pral reflete kòmsadwa. soti. Sa vle di, mikwoskòp elektwon tinèl optik jwenn enfòmasyon ki genyen twa dimansyon nan sifas echantiyon an. Metòd travay sa a jwenn enfòmasyon konplè imaj, imaj mikwoskopik bon jan kalite, epi li lajman itilize.
Mòd wotè konstan
Kenbe wotè absoli pwent zegwi a konstan pandan pwosesis optik echantiyon an; Lè sa a, distans lokal la ant pwent zegwi a ak sifas echantiyon an pral chanje, ak gwosè a nan aktyèl la tinèl mwen pral tou chanje kòmsadwa; chanjman aktyèl tinèl mwen an anrejistre pa òdinatè a ak konvèti an siyal imaj la parèt, se sa ki, yo jwenn yon mikwoskòp mikwoskòp elektwon tinèl. Fason travay sa a se sèlman apwopriye pou echantiyon ki gen sifas relativman plat ak eleman sèl.
