Principi i estructura dels microscopis de sonda d'escaneig
El microscopi de sonda d'escaneig és un terme general per a diversos microscopis de sonda nous (microscopi de força atòmica, microscopi de força electrostàtica, microscopi de força magnètica, microscopi de conductivitat iònica d'escaneig, microscopi electroquímic d'escaneig, etc.) desenvolupats a partir del microscopi de túnel d'escaneig. És un instrument d'anàlisi de superfícies desenvolupat internacionalment en els darrers anys.
Principi i estructura del microscopi de sonda d'escaneig
El principi bàsic de funcionament d'un microscopi de sonda d'escaneig és utilitzar les interaccions entre la sonda i les molècules atòmiques a la superfície de la mostra, és a dir, els camps físics formats per diverses interaccions quan la sonda i la superfície de la mostra s'apropen a la nanoescala, i obtenir la morfologia superficial de la mostra mitjançant la detecció de les magnituds físiques corresponents. El microscopi de sonda d'escaneig consta de cinc parts: sonda, escàner, sensor de desplaçament, controlador, sistema de detecció i sistema d'imatge.
El controlador utilitza un escàner per moure la mostra en direcció vertical per estabilitzar la distància (o quantitat física d'interacció) entre la sonda i la mostra a un valor fix; Simultàniament, mou la mostra al pla horitzontal x-y de manera que la sonda escanegi la superfície de la mostra al llarg del camí d'escaneig. El microscopi de sonda d'escaneig detecta els senyals de quantitat física rellevants de la interacció entre la sonda i la mostra en el sistema de detecció, mantenint una distància estable entre la sonda i la mostra; En el cas d'una interacció estable de magnituds físiques, la distància entre la sonda i la mostra es detecta mitjançant un sensor de desplaçament en direcció vertical. El sistema d'imatge realitza el processament d'imatges a la superfície de la mostra en funció del senyal de detecció (o la distància entre la sonda i la mostra).
Els microscopis de sonda d'escaneig es divideixen en diferents sèries de microscopis en funció dels diferents camps físics d'interacció entre les sondes utilitzades i la mostra. El microscopi de túnel d'escaneig (STM) i el microscopi de força atòmica (AFM) són dos tipus de microscopis de sonda d'escaneig que s'utilitzen habitualment. El microscopi de túnel d'escaneig detecta l'estructura superficial d'una mostra mesurant la magnitud del corrent de túnel entre la sonda i la mostra que s'està provant. La microscòpia de força atòmica utilitza un sensor de desplaçament fotoelèctric per detectar la deformació del micro voladís causada per la força d'interacció entre la punta de l'agulla i la mostra (que pot ser atractiva o repulsiva) per detectar la superfície de la mostra.
