Hogyan működik a pásztázó alagút elektronmikroszkóp
A munkamódszer
Bár a pásztázó alagút elektronmikroszkópok konfigurációja eltérő, mindegyik a következő három fő részből áll: egy mechanikus rendszer (tükörtest), amely a szondát a vezetőképes minta felületéhez képest háromdimenziós mozgásra készteti, és vezérlésére szolgál. és figyelje a szondát. A mintától való távolság elektronikus rendszere és a mért adatok képpé konvertálására szolgáló kijelzőrendszer. Két üzemmódja van: állandó áram üzemmód és állandó magas üzemmód.
Állandó áramú üzemmód
Az alagútáramot egy elektronikus visszacsatoló áramkör szabályozza és állandóan tartja. Ezután a számítógépes rendszer úgy vezérli, hogy a tű hegye a minta felületén szkenneljen, azaz a tű hegye kétdimenziósan mozogjon x és y irányban. Mivel az alagútáramot állandóra kell szabályozni, a tű hegye és a minta felülete közötti lokális magasság is állandó marad, így a tűhegy ugyanazt a hullámzó mozgást hajtja végre a mintafelület felfelé és lefelé irányuló mozgásával, és a A magassági információk ennek megfelelően jelennek meg. kijön. Ez azt jelenti, hogy a pásztázó alagút elektronmikroszkóp megkapja a minta felületének háromdimenziós információit. Ez a munkamódszer átfogó képinformációkat, kiváló minőségű mikroszkópos képeket nyer, és széles körben alkalmazzák.
Állandó magasságú üzemmód
Tartsa állandóan a tűhegy abszolút magasságát a minta beolvasási folyamata alatt; akkor megváltozik a tűhegy és a mintafelület közötti lokális távolság, és ennek megfelelően változik az I alagútáram nagysága is; az I alagútáram változását a számítógép rögzíti és képpé alakítja. Megjelenik a jel, és pásztázó alagút elektronmikroszkópos mikroképet kapunk. Ez a munkamódszer csak viszonylag sík felületű és egykomponensű mintákhoz alkalmas.
elv
A pásztázó alagútmikroszkóp egy új típusú mikroszkópos eszköz a szilárd testek felületi morfológiájának megkülönböztetésére a szilárd felületen lévő atomokban lévő elektronok alagútáramának detektálásával a kvantummechanika alagúthatás elve szerint.
Az elektronok alagútképző hatása miatt a fémben lévő elektronok nincsenek teljesen bezárva a felületi határon belül, vagyis az elektronok sűrűsége nem hirtelen csökken nullára a felület határán, hanem a felületen kívül exponenciálisan bomlik le; a bomlási hossz körülbelül 1 nm, ami az elektronok eltávozásának felületi gátjának mértéke. Ha két fém nagyon közel van egymáshoz, elektronfelhőik átfedhetik egymást; ha a két fém közé kis feszültséget kapcsolunk, akkor közöttük elektromos áram (alagútáram) figyelhető meg.
