Prionsabal STM agus Prionsabal Oibre an Mhicreascóip AFM
Prionsabal oibre STM
Oibríonn STM tríd an éifeacht tollánaithe chandamach a úsáid. Má úsáidtear an tip snáthaid miotail mar leictreoid amháin agus go n-úsáidtear an sampla soladach tomhaiste mar leictreoid eile, tarlóidh éifeacht tollánaithe nuair a bhíonn an fad eatarthu thart ar 1nm, agus rachaidh leictreoin tríd an mbacainn féideartha spásúil ó leictreoid amháin go dtí an ceann eile. leictreoid chun sruth a fhoirmiú. Agus Ub: voltas claonta; k: Tairiseach, timpeall cothrom le 1, Φ 1/2: Meánfheidhm oibre, S: Fad.
Ón gcothromóid thuas, is féidir a fheiceáil go bhfuil caidreamh easpónantúil diúltach ag sruth an tolláin leis an spásáil S idir na samplaí barr snáthaidí. An-íogair d'athruithe sa spásáil. Dá bhrí sin, nuair a dhéanann an tip snáthaid scanadh planar ar dhromchla an tsampla tástála, fiú mura bhfuil ach luaineachtaí scála adamhach ag an dromchla, beidh sé ina chúis le hathruithe an-suntasach, nó fiú gar d'ord méide, sa tollán reatha. Ar an mbealach seo, is féidir luaineacht scála adamhach ar an dromchla a léiriú trí na hathruithe ar an sruth a thomhas, mar a thaispeántar ar thaobh na láimhe deise den fhigiúr seo a leanas. Is é seo an bunphrionsabal oibre de STM, ar a dtugtar modh airde tairiseach (airde tsnáthaid a choinneáil tairiseach).
Tá modh oibriúcháin eile ag STM, ar a dtugtar mód reatha tairiseach, mar a thaispeántar ar thaobh clé an fhigiúir. Ag an bpointe seo, le linn an phróisis scanadh snáthaidí, coinnítear sruth an tolláin seasmhach trí lúb aiseolais leictreonach. Chun sruth tairiseach a choinneáil, bogann an rinn snáthaide suas agus síos le luaineacht an dromchla samplach, rud a thaifeadadh go bhfuil modh oibre eile STM ar bharr na snáthaide, ar a dtugtar modh srutha tairiseach, mar a thaispeántar ar thaobh clé an fhigiúir. thíos. Ag an bpointe seo, le linn an phróisis scanadh snáthaidí, coinnítear sruth an tolláin seasmhach trí lúb aiseolais leictreonach. Chun sruth tairiseach a choinneáil, bogann barr na snáthaide suas agus síos le luaineacht an dromchla samplach, agus mar sin taifeadann sé trajectory ghluaiseacht an rinn snáthaide suas agus síos, agus cuireann sé moirfeolaíocht an dromchla samplach ar fáil.
Is modh oibre a úsáidtear go coitianta do STM é an modh reatha tairiseach, cé nach bhfuil an modh airde tairiseach oiriúnach ach le haghaidh samplaí íomháithe le luaineachtaí beaga dromchla. Nuair a athraíonn dromchla an tsampla go mór, toisc go bhfuil barr an tsnáthaid an-ghar do dhromchla an tsampla, is féidir úsáid a bhaint as scanadh modh airde leanúnach a chur faoi deara go n-imbhuaileann an barr snáthaide le dromchla an tsampla, rud a fhágann damáiste idir an rinn snáthaide agus an sampla. dromchla.
Prionsabal oibre AFM
Tá bunphrionsabal AFM cosúil le STM, ina n-úsáidtear barr snáthaide ar cantilever leaisteacha atá an-íogair d'fhórsaí laga chun scanadh grátála a dhéanamh ar dhromchla an tsampla. Nuair a bhíonn an fad idir barr na snáthaide agus dromchla an tsampla an-ghar, bíonn fórsa an-lag (10-12-10-6N) idir na hadaimh ag barr na snáthaide agus na hadaimh ar dhromchla an tsnáthaid. sampla. Ag an am seo, déanfar an microcantilever faoi dhífhoirmiú beag leaisteach. Leanann an fórsa F idir barr an tsnáthaid agus an sampla agus dífhoirmiúchán an mhicricantilever dlí Hooke: F=- k * x, áit arb é k tairiseach fórsa an mhicricantilever. Mar sin, chomh fada agus a dhéantar méid an athróg dífhoirmithe micrea cantilever a thomhas, is féidir méid an fhórsa idir an rinn snáthaide agus an sampla a fháil. Tá an fórsa idir an rinn snáthaide agus an sampla ag brath go mór ar an achar, agus mar sin úsáidtear lúb aiseolais le linn an phróisis scanadh chun fórsa leanúnach a choinneáil idir an rinn snáthaide agus an sampla, a chothaítear mar athróg cruth cantilever. Gluaisfidh barr na snáthaide suas agus síos le luaineacht an dromchla samplach, agus is féidir trajectory ghluaiseacht an rinn snáthaide suas agus síos a thaifeadadh chun faisnéis a fháil ar mhoirfeolaíocht dhromchla an tsampla. Tugtar an 'Mód Fórsa Seasmhach' ar an modh oibre seo agus is é an modh scanadh is mó a úsáidtear.
Is féidir íomhánna AFM a fháil freisin ag baint úsáide as an "Mód Airde Leantach", rud a chiallaíonn, le linn an phróisis scanadh X, Y, nach n-úsáidtear aon lúb aiseolais chun achar leanúnach a choinneáil idir an barr snáthaide agus an sampla, agus baintear amach an íomháú trí thomhas an athróg cruth i dtreo Z an mhicricantilever. Ní úsáideann an modh seo lúb aiseolais agus féadann sé luas scanadh níos airde a ghlacadh. De ghnáth úsáidtear é níos minice nuair a bhreathnaítear ar íomhánna adamhach agus mhóilíneacha, ach níl sé oiriúnach le haghaidh samplaí le luaineachtaí móra dromchla.
