Skanerli tunnel elektron mikroskopi qanday ishlaydi
Ishlash usuli
Skanerli tunnelli elektron mikroskoplarning konfiguratsiyasi har xil bo'lsa-da, ularning barchasi quyidagi uchta asosiy qismni o'z ichiga oladi: zondni o'tkazuvchi namuna yuzasiga nisbatan uch o'lchovli harakatga keltiruvchi mexanik tizim (oyna tanasi) va nazorat qilish uchun ishlatiladi. va probni kuzatib boring. Namunadan masofaning elektron tizimi va o'lchangan ma'lumotlarni tasvirga aylantirish uchun displey tizimi. U ikkita ish rejimiga ega: doimiy oqim rejimi va doimiy yuqori rejim.
Doimiy oqim rejimi
Tunnel oqimi elektron qayta aloqa zanjiri tomonidan boshqariladi va doimiy ravishda saqlanadi. Keyin kompyuter tizimi namuna yuzasida skanerlash uchun igna uchini boshqaradi, ya'ni igna uchini x va y yo'nalishlari bo'ylab ikki o'lchovli harakatga keltiradi. Tunnel oqimi doimiy bo'lishi uchun nazorat qilinishi kerakligi sababli, igna uchi va namuna yuzasi orasidagi mahalliy balandlik ham doimiy bo'lib qoladi, shuning uchun igna uchi namuna yuzasining yuqoriga va pastga tushishi bilan bir xil to'lqinli harakatni amalga oshiradi va balandligi haqidagi ma'lumotlar mos ravishda aks ettiriladi. chiqmoq. Ya'ni, skanerlash tunnelli elektron mikroskopi namuna yuzasining uch o'lchovli ma'lumotlarini oladi. Ushbu ish usuli keng qamrovli tasvir ma'lumotlarini, yuqori sifatli mikroskopik tasvirlarni oladi va keng qo'llaniladi.
Doimiy balandlik rejimi
Namunani skanerlash jarayonida igna uchining mutlaq balandligini doimiy ravishda saqlang; keyin igna uchi va namuna yuzasi orasidagi mahalliy masofa o'zgaradi va tunnel oqimining I hajmi ham shunga mos ravishda o'zgaradi; tunnel oqimining o'zgarishi I kompyuter tomonidan qayd qilinadi va tasvirga aylantiriladi Signal ko'rsatiladi va skanerlash tunnelli elektron mikroskop mikrografi olinadi. Bunday ishlash usuli faqat nisbatan tekis yuzalar va bitta komponentli namunalar uchun javob beradi.
tamoyil
Skanerli tunnel mikroskopi - kvant mexanikasidagi tunnel effekti printsipiga ko'ra qattiq sirtdagi atomlardagi elektronlarning tunnel oqimini aniqlash orqali qattiq jismlarning sirt morfologiyasini farqlash uchun mikroskopik qurilmaning yangi turi.
Elektronlarning tunnel ta'siri tufayli metalldagi elektronlar sirt chegarasida to'liq chegaralanib qolmaydi, ya'ni elektronlar zichligi sirt chegarasida birdaniga nolga tushmaydi, balki sirtdan tashqarida eksponensial parchalanadi; parchalanish uzunligi taxminan 1 nm, bu elektronlar qochishi uchun sirt to'sig'ining o'lchovidir. Agar ikkita metal bir-biriga juda yaqin bo'lsa, ularning elektron bulutlari bir-biriga yopishishi mumkin; agar ikkita metall o'rtasida kichik kuchlanish qo'llanilsa, ular orasidagi elektr tokini (tunnel oqimi deb ataladi) kuzatish mumkin.
