Com funciona un microscopi electrònic de túnel d'escaneig
Manera de treballar
Tot i que les configuracions dels microscopis electrònics d'escaneig de túnel són diferents, totes inclouen les tres parts principals següents: un sistema mecànic (cos del mirall) que fa moure la sonda tridimensionalment en relació a la superfície de la mostra conductora i s'utilitza per controlar i controlar la sonda. El sistema electrònic per a la distància de la mostra i el sistema de visualització per convertir les dades mesurades en imatges. Té dos modes de treball: mode de corrent constant i mode alt constant.
Mode de corrent constant
El corrent de túnel es controla i es manté constant mitjançant un circuit de retroalimentació electrònica. A continuació, el sistema informàtic controla la punta de l'agulla per escanejar la superfície de la mostra, és a dir, fer que la punta de l'agulla es mogui bidimensionalment al llarg de les direccions x i y. Com que el corrent del túnel s'ha de controlar perquè sigui constant, l'alçada local entre la punta de l'agulla i la superfície de la mostra també es mantindrà constant, de manera que la punta de l'agulla realitzarà el mateix moviment ondulant amb els alts i baixos de la superfície de la mostra, i el la informació d'alçada es reflectirà en conseqüència. sortir. És a dir, el microscopi electrònic de túnel d'escaneig obté la informació tridimensional de la superfície de la mostra. Aquest mètode de treball obté informació d'imatge completa, imatges microscòpiques d'alta qualitat i s'utilitza àmpliament.
Mode d'alçada constant
Mantingueu constant l'alçada absoluta de la punta de l'agulla durant el procés d'escaneig de la mostra; llavors la distància local entre la punta de l'agulla i la superfície de la mostra canviarà i la mida del corrent del túnel I també canviarà en conseqüència; l'ordinador enregistrarà el canvi del corrent del túnel I i es convertirà en una imatge Es mostra el senyal i s'obté una micrografia de microscopi electrònic de túnel d'escaneig. Aquesta manera de treballar només és adequada per a mostres amb superfícies relativament planes i components individuals.
principi
El microscopi de túnel d'escaneig és un nou tipus de dispositiu microscòpic per distingir la morfologia superficial dels sòlids mitjançant la detecció del corrent de túnel dels electrons dels àtoms a la superfície sòlida d'acord amb el principi de l'efecte túnel de la mecànica quàntica.
A causa de l'efecte de túnel dels electrons, els electrons del metall no estan completament confinats dins del límit de la superfície, és a dir, la densitat dels electrons no cau sobtadament a zero al límit de la superfície, sinó que decau exponencialment fora de la superfície; la longitud de desintegració és d'uns 1 nm, que és una mesura de la barrera superficial perquè els electrons escapen. Si dos metalls estan molt a prop l'un de l'altre, els seus núvols d'electrons es poden solapar; si s'aplica una petita tensió entre els dos metalls, es pot observar un corrent elèctric (anomenat corrent de túnel) entre ells.
