Scanning probe mikroskop prinsipp og struktur
Det grunnleggende arbeidsprinsippet for skanningsprobemikroskop er å bruke interaksjonen mellom sonden og prøveoverflatens atomer og molekyler, det vil si når sonden og prøveoverflaten nær nanometerskalaen når dannelsen av en rekke samvirkende fysiske felt, gjennom deteksjon av de tilsvarende fysiske mengdene og oppnå prøveoverflatens topografi. Skanneprobemikroskop består av 5 deler: sonde, skanner, forskyvningssensor, kontroller, deteksjonssystem og bildesystem.
Kontroller gjennom skanneren i vertikalretningen fra prøvens bevegelsesretning for å stabilisere avstanden mellom sonden og prøven (eller den fysiske interaksjonsmengden) i en fast verdi; på samme tid i xy horisontale planet for å flytte prøven, slik at sonden i samsvar med skannebanen for å skanne prøveoverflaten. Skanneprobemikroskop i tilfelle stabilisering av avstanden mellom sonden og prøven, oppdager deteksjonssystemet signalet om interaksjonen mellom sonden og prøven; i tilfelle stabilisering av den fysiske mengden av interaksjonen, detekteres avstanden mellom sonden og prøven av forskyvningssensoren i vertikal retning. Bildesystemet er basert på deteksjonssignalet (eller avstanden mellom sonden og prøven) på overflaten av prøven for avbildning og annen bildebehandling.
Avhengig av det fysiske interaksjonsfeltet mellom sonden og prøven, er skanningsprobemikroskoper delt inn i forskjellige familier av mikroskop. To av de mest brukte typene skanningsprobemikroskoper er skanningstunnelmikroskoper (STM) og atomkraftmikroskoper (AFM). Skannetunnelmikroskopi brukes til å undersøke overflatestrukturen til en prøve ved å detektere størrelsen på tunnelstrømmen mellom sonden og prøven som testes. AFM oppdager prøveoverflaten ved å oppdage mikro-cantilever-deformasjonen forårsaket av interaksjonskraften mellom tuppen av sonden og prøven (enten attraktiv eller frastøtende) ved bruk av en fotoelektrisk forskyvningssensor.
