Skanerli prob mikroskopining noyob afzalliklari
Skanerli zond mikroskopining ishlash printsipi mikroskopik yoki mezoskopik diapazondagi turli xil jismoniy xususiyatlarga asoslanadi va atomik nozik zond yordamida o'rganiladigan moddaning sirtini skanerlashda ikkalasi o'rtasidagi o'zaro ta'sirni aniqlaydi, shuning uchun To ni olish uchun. materiyaning sirt xususiyatlarini o'rganish, SPM ning har xil turlari o'rtasidagi asosiy farq ularning uchi xususiyatlari va uchi namuna bilan o'zaro ta'sir qilishning tegishli usulidir.
Ish printsipi kvant mexanikasidagi tunnel printsipidan kelib chiqadi. Uning yadrosi igna uchi bo'lib, u namuna yuzasida skanerlashi mumkin, namuna bilan ma'lum bir egilish kuchlanishiga ega va atom shkalasi diametriga ega. Elektron tunnellanish ehtimoli V(r) potentsial to‘sig‘ining kengligi bilan manfiy eksponensial munosabatga ega bo‘lganligi sababli, uchi va namuna orasidagi masofa juda yaqin bo‘lganda, ular orasidagi potensial to‘siq juda yupqa bo‘ladi va elektron bulutlar bir-birining ustiga chiqadi. bir-biriga, bir-birini, o'zaro. Kuchlanish qo'llanilganda, elektronlar tunnel effekti orqali uchidan namunaga yoki namunadan uchiga o'tkazilishi mumkin, bu esa tunnel oqimini hosil qiladi. Igna uchi va namuna o'rtasidagi tunnel oqimining o'zgarishini qayd etish orqali namunaning sirt topografiyasi haqida ma'lumot olish mumkin.
Boshqa sirt tahlil usullari bilan solishtirganda, SPM noyob afzalliklarga ega:
(1) U atom darajasida yuqori ruxsatga ega. STM ning namuna yuzasiga parallel va perpendikulyar yo'nalishdagi ruxsati mos ravishda 0.1nm va 0.01nm ga yetishi mumkin va bitta atomlar hal qilinishi mumkin.
(2) Haqiqiy fazodagi sirtning uch o'lchovli tasvirini real vaqtda olish mumkin, bu davriy yoki davriy bo'lmagan sirt tuzilishini o'rganish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu kuzatilishi mumkin bo'lgan ishlash sirt diffuziyasi kabi dinamik jarayonlarni o'rganish uchun ishlatilishi mumkin.
(3) Alohida tasvir yoki butun sirtning o'rtacha xususiyatlarini emas, balki bitta atom qatlamining mahalliy sirt tuzilishini kuzatish mumkin, shuning uchun sirt nuqsonlari, sirtni qayta qurish, sirt adsorbentlarining morfologiyasi va joylashuvi va adsorbentlardan kelib chiqadigan o'zgarishlarni bevosita kuzatish mumkin. Yuzaki rekonstruksiya va boshqalar.
(4) Vakuum, atmosfera va normal harorat kabi turli muhitlarda ishlashi mumkin va hatto namunani suvga va boshqa eritmalarga botiradi, maxsus namuna tayyorlash texnologiyasisiz va aniqlash jarayoni namunaga zarar etkazmaydi. Bu xususiyatlar, ayniqsa, biologik namunalarni o'rganish va turli xil eksperimental sharoitlarda namuna yuzalarini baholash uchun juda mos keladi, masalan, heterojen katalitik mexanizmlar, supero'tkazuvchi mexanizmlar va elektrokimyoviy reaktsiyalar paytida elektrod yuzasi o'zgarishini kuzatish.
(5) STS (Scanning Tunneling Spectroscopy) bilan hamkorlik qilib, sirt elektron tuzilishi haqida ma'lumot olish mumkin, masalan, sirtning turli darajalaridagi holatlarning zichligi, sirt elektron quduqlari, sirt potentsial to'siqlarining o'zgarishi va energiya bo'shlig'i tuzilmalari.
