Skanerli prob mikroskopining o'ziga xos afzalliklari
Skanerli prob mikroskopining ishlash printsipi mikroskopik yoki mezoskopik diapazondagi turli jismoniy xususiyatlarga asoslanadi va ular orasidagi o'zaro ta'sir o'rganilayotgan moddaning yuzasi ustidagi atomik chiziqli skanerlashning juda nozik zond yordamida aniqlanadi. o'rganilayotgan moddaning sirt xususiyatlarini oling, SPM ning har xil turlari o'rtasidagi asosiy farq ularning ignalari xususiyatlaridagi farqlarda va igna namunalari bilan o'zaro ta'sir qilishning tegishli usullaridadir.
Ishlash printsipi kvant mexanikasidagi tunnel orqali o'tish printsipidan kelib chiqadi. Uning yadrosida namuna yuzasini u va namuna o'rtasida ma'lum bir egilish kuchlanishi bilan skanerlashi mumkin bo'lgan va diametri atom shkalasida bo'lgan uchi mavjud. Elektron tunnel qilish imkoniyati potentsial to'siq V(r) kengligi bilan salbiy eksponensial bog'liqlikni ko'rsatadi, chunki igna uchi va namuna orasidagi masofa juda yaqin bo'lganda, ular orasidagi potensial to'siq juda nozik bo'ladi va elektron bulutlari bir-birining ustiga chiqadi va igna uchi va namuna o'rtasida kuchlanish qo'llash orqali elektronlar tunnel hosil qilish uchun tunnel effekti orqali uchidan namunaga yoki namunadan igna uchiga o'tkazilishi mumkin. joriy. Uchi va namuna o'rtasidagi tunnel oqimidagi o'zgarishlarni qayd etish orqali namunaning sirt morfologiyasi haqida ma'lumot olish mumkin.
SPM boshqa sirt tahlil usullariga nisbatan o'ziga xos afzalliklarga ega:
(1) Atom darajasida yuqori aniqlik, alohida atomlar hal qilinishi mumkin bo'lgan namuna yuzasiga parallel ravishda 0,1 nm va perpendikulyar yo'nalishda 0,01 nm.
(2) Haqiqiy fazodagi sirtning uch o'lchovli tasvirini real vaqtda olish mumkin, bu davriy yoki davriy bo'lmagan sirt tuzilmalarini o'rganish uchun ishlatilishi mumkin va bu kuzatiladigan ko'rsatkich dinamik jarayonlarni o'rganish uchun ishlatilishi mumkin. sirt diffuziyasi kabi.
(3) Alohida tasvir yoki butun sirtning o'rtacha tabiatini emas, balki bitta atom qatlamining mahalliy sirt tuzilishini kuzatish mumkin va shu bilan sirt nuqsonlarini, sirtni qayta qurishni, morfologiyasini va joylashishini bevosita kuzatish mumkin. sirt adsorbatlari va adsorbatlar tufayli yuzaga keladigan sirtni qayta qurish.
(4) Vakuum, atmosfera, xona harorati va boshqalar kabi turli muhitlarda ishlashi mumkin va hatto namunani suvga va boshqa eritmalarga botirishi mumkin, bu maxsus namuna olish texnikasini talab qilmaydi va aniqlash paytida namunaga zarar bermaydi. jarayon. Bu xususiyatlar, ayniqsa, biologik namunalarni o'rganish va turli eksperimental sharoitlarda namuna sirtini baholash, masalan, ko'p fazali katalitik mexanizm, o'ta o'tkazuvchanlik mexanizmi va elektrokimyoviy reaktsiyalar paytida elektrod yuzasi o'zgarishini kuzatish uchun juda mos keladi.
(5) Skanerli tunnel spektroskopiyasi (STS) bilan birgalikda sirtning elektron tuzilishi haqida ma'lumot olish mumkin, masalan, sirtning turli darajalaridagi holatlarning zichligi, sirt elektron tuzoqlari, sirt potentsial to'siqlarining o'zgarishi. va energiya bo'shlig'ining tuzilishi.
