Prensip STM ak Prensip Travay AFM nan mikwoskòp
Prensip travay STM
STM travay lè li itilize efè pwopòsyon tinèl la. Si yo itilize pwent zegwi metal la kòm yon sèl elektwòd epi yo itilize echantiyon solid ki mezire kòm yon lòt elektwòd, yon efè tinèl ap fèt lè distans ki genyen ant yo se apeprè 1nm, ak elektwon yo ap pase nan baryè potansyèl espasyal la soti nan yon elektwòd nan lòt la. elektwòd pou fòme yon kouran. Ak Ub: vòltaj patipri; k: Konstan, apeprè egal a 1, Φ 1/2: Mwayèn fonksyon travay, S: Distans.
Soti nan ekwasyon ki anwo a, li ka wè ke aktyèl tinèl la gen yon relasyon negatif eksponansyèl ak espas S ki genyen ant echantiyon pwent zegwi yo. Trè sansib a chanjman nan espas. Se poutèt sa, lè pwent zegwi a fè yon eskanè planè sou sifas echantiyon tès la, menm si sifas la gen sèlman fluctuations echèl atomik, li pral lakòz chanjman trè enpòtan, oswa menm fèmen nan yon lòd nan grandè, nan aktyèl tinèl la. Nan fason sa a, fluctuation nan echèl atomik sou sifas la ka reflete pa mezire chanjman yo nan aktyèl la, jan yo montre sou bò dwat la nan figi sa a. Sa a se prensip debaz k ap travay nan STM, ki rele mòd wotè konstan (kenbe wotè pwent zegwi a konstan).
STM gen yon lòt mòd opere, ki rele mòd aktyèl konstan, jan yo montre sou bò gòch figi a. Nan pwen sa a, pandan pwosesis la optik zegwi, aktyèl tinèl la kenbe konstan atravè yon bouk fidbak elektwonik. Pou kenbe yon aktyèl konstan, pwent zegwi a deplase monte ak desann ak fluctuation nan sifas echantiyon an, konsa anrejistreman ke gen yon lòt mòd k ap travay nan STM sou pwent zegwi a, ki rele mòd aktyèl konstan, jan yo montre sou bò gòch figi a. anba a. Nan pwen sa a, pandan pwosesis la optik zegwi, aktyèl tinèl la kenbe konstan atravè yon bouk fidbak elektwonik. Pou kenbe yon aktyèl konstan, pwent zegwi a deplase monte ak desann ak fluctuation nan sifas echantiyon an, kidonk anrejistre trajectoire nan mouvman pwent zegwi a monte ak desann, epi bay mòfoloji sifas echantiyon an.
Mòd aktyèl la konstan se yon mòd travay souvan itilize pou STM, pandan y ap mòd nan wotè konstan se sèlman apwopriye pou echantiyon D ak ti fluctuations sifas yo. Lè sifas echantiyon an varye anpil, akòz pwent zegwi a trè pre sifas echantiyon an, lè l sèvi avèk optik mòd konstan wotè ka fasilman lakòz pwent zegwi a fè kolizyon ak sifas echantiyon an, ki mennen nan domaj ant pwent zegwi a ak echantiyon an. sifas.
Prensip travay AFM
Prensip debaz AFM la sanble ak STM, kote yon pwent zegwi sou yon cantilever elastik ki trè sansib a fòs fèb yo itilize pou fè eskanè griyaj sou sifas echantiyon an. Lè distans ki genyen ant pwent zegwi a ak sifas echantiyon an trè pre, gen yon fòs trè fèb (10-12-10-6N) ant atòm ki nan pwent zegwi a ak atòm ki sou sifas la. echantiyon. Nan moman sa a, microcantilever a pral sibi ti deformation elastik. Fòs F ant pwent zegwi a ak echantiyon an ak deformation mikrokantilever an swiv lwa Hooke a: F=- k * x, kote k se konstan fòs mikrokantilever la. Se konsa, osi lontan ke gwosè varyab deformation mikwo cantilever la mezire, yo ka jwenn mayitid fòs ki genyen ant pwent zegwi a ak echantiyon an. Fòs ki genyen ant pwent zegwi a ak echantiyon an depann fòtman sou distans la, kidonk yo itilize yon bouk fidbak pandan pwosesis optik la pou kenbe yon fòs konstan ant pwent zegwi a ak echantiyon an, ki kenbe kòm yon varyab fòm cantilever. Pwent zegwi a ap deplase leve, li desann ak fluctuation nan sifas echantiyon an, ak trajectoire mouvman pwent zegwi a leve, li desann ka anrejistre pou jwenn enfòmasyon sou mòfoloji sifas echantiyon an. Mòd travay sa a rele 'Constant Force Mode' e se metòd optik ki pi lajman itilize.
Imaj AFM yo ka jwenn tou lè l sèvi avèk "Constant Height Mode", ki vle di ke pandan pwosesis la optik X, Y, pa gen okenn bouk fidbak yo itilize pou kenbe yon distans konstan ant pwent zegwi a ak echantiyon an, ak D 'se reyalize pa mezire a. fòm varyab nan direksyon Z nan microcantilever la. Metòd sa a pa sèvi ak yon bouk fidbak epi li ka adopte yon vitès optik ki pi wo. Li se anjeneral yo itilize pi souvan lè obsève imaj atomik ak molekilè, men li pa apwopriye pou echantiyon ki gen gwo fluctuations sifas yo.
