Diagrama de principis d'imatge d'un microscopi
Diagrama de principis d'imatge microscòpica
Sé que la funció d'un ocular és equivalent a una lupa, però la lupa crea una imatge al mateix costat de l'objecte i la lent de l'objectiu del microscopi augmenta l'objecte, donant lloc a una imatge que hauria d'estar dins del microscopi. tub. Si el principi d'un ocular és el mateix que el d'una lupa, la seva imatge no s'hauria d'ampliar en la direcció oposada a l'ull humà (al mateix costat de l'objecte). Llavors, com veiem la imatge d'ampliació secundària? El principi d'imatge d'un microscopi es mostra a la figura. La lent de l'objectiu té una distància focal més curta, mentre que l'ocular té una distància focal més llarga. L'objecte travessa la lent de l'objectiu per formar una imatge real invertida A "B", que es troba dins del punt focal de l'ocular (dins del tub de la lent). També es pot considerar com un objecte de l'ocular i, després de passar per l'ocular, es converteix en una imatge virtual vertical Continua sent el mateix que una lupa, amb la imatge de l'objecte al mateix costat.
Principi de funcionament de STM
STM funciona utilitzant l'efecte de túnel quàntic. Si la punta de l'agulla metàl·lica s'utilitza com un elèctrode i la mostra sòlida mesurada s'utilitza com un altre elèctrode, es produirà un efecte de túnel quan la distància entre ells sigui d'aproximadament 1 nm i els electrons passaran per la barrera de potencial espacial d'un elèctrode a l'altre. elèctrode per formar un corrent. I Ub: voltatge de polarització; k: Constant, aproximadament igual a 1, Φ 1/2: Funció mitjana de treball, S: Distància.
A partir de l'equació anterior, es pot veure que el corrent del túnel té una relació exponencial negativa amb l'espai S entre les mostres de punta de l'agulla. Molt sensible als canvis d'espaiat. Per tant, quan la punta de l'agulla realitza una exploració plana a la superfície de la mostra provada, fins i tot si la superfície només té fluctuacions d'escala atòmica, provocarà canvis molt significatius, o fins i tot propers a un ordre de magnitud, en el corrent del túnel. D'aquesta manera, la fluctuació de l'escala atòmica a la superfície es pot reflectir mesurant els canvis de corrent, tal com es mostra a la part dreta de la figura següent. Aquest és el principi de funcionament bàsic de STM, que s'anomena mode d'alçada constant (mantenint constant l'alçada de la punta de l'agulla).
STM té un altre mode de funcionament, anomenat mode de corrent constant, tal com es mostra a la part esquerra de la figura. En aquest punt, durant el procés d'escaneig de l'agulla, el corrent del túnel es manté constant mitjançant un bucle de retroalimentació electrònica. Per mantenir un corrent constant, la punta de l'agulla es mou cap amunt i cap avall amb la fluctuació de la superfície de la mostra, registrant així la trajectòria del moviment cap amunt i cap avall de la punta de l'agulla i proporcionant la morfologia de la superfície de la mostra.
El mode de corrent constant és un mode de treball habitual per a STM, mentre que el mode d'alçada constant només és adequat per a mostres d'imatges amb petites fluctuacions de superfície. Quan la superfície de la mostra fluctua significativament, a causa que la punta de l'agulla està molt a prop de la superfície de la mostra, l'ús de l'escaneig en mode d'alçada constant pot provocar fàcilment que la punta de l'agulla xoqui amb la superfície de la mostra, provocant danys entre la punta de l'agulla i la mostra. superfície.
