Principio e struttura della microscopia a scansione con sonda
Il principio di funzionamento di base della microscopia a scansione con sonda è quello di utilizzare l'interazione tra la sonda e gli atomi e le molecole sulla superficie del campione, ovvero quando la sonda e la superficie del campione sono vicini alla scala nanometrica, i campi fisici di varie interazioni sono formato e la morfologia superficiale del campione viene ottenuta misurando le corrispondenti quantità fisiche. La microscopia a scansione di sonda è composta da sonda, scanner, sensore di spostamento, controller, sistema di rilevamento e sistema di immagini.
Il controller sposta il campione in direzione verticale attraverso uno scanner per stabilizzare la distanza (o quantità fisica di interazione) tra la sonda e il campione ad un valore fisso; Spostare contemporaneamente il campione sul piano orizzontale xy, in modo che la sonda esegua la scansione della superficie del campione lungo il percorso di scansione. La microscopia a scansione di sonda rileva i segnali di quantità fisica rilevanti dell'interazione tra la sonda e il campione quando la distanza tra la sonda e il campione è stabile; In condizioni di quantità fisiche di interazione stabili, la distanza tra la sonda e il campione viene rilevata da un sensore di spostamento verticale. Il sistema di immagini esegue l'elaborazione delle immagini sulla superficie del campione in base al segnale di rilevamento (o alla distanza tra la sonda e il campione).
A seconda dei diversi campi fisici di interazione tra la sonda e il campione, la microscopia con sonda a scansione è suddivisa in diverse serie di microscopi. Tra questi, il microscopio a tunneling a scansione (STM) e la microscopia a forza atomica (AFM) sono due microscopi a sonda a scansione comunemente usati. Il microscopio a scansione tunnel rileva la struttura superficiale del campione rilevando la corrente tunnel tra la sonda e il campione misurato. La microscopia a forza atomica rileva la superficie del campione rilevando la micro deformazione del cantilever causata dalla forza di interazione tra la punta e il campione (che può essere attrattiva o repulsiva) attraverso il sensore di spostamento fotoelettrico.
