A pásztázó szonda mikroszkópia elve és felépítése
A pásztázó szonda mikroszkópos működésének alapelve a szonda és a minta felületén lévő atomok, molekulák közötti kölcsönhatás felhasználása, vagyis amikor a szonda és a minta felülete közel van a nanométeres léptékhez, a különböző kölcsönhatások fizikai mezői képződött, és a megfelelő fizikai mennyiségek mérésével kapjuk meg a minta felületi morfológiáját. A pásztázó szonda mikroszkópia szondából, szkennerből, elmozdulásérzékelőből, vezérlőből, érzékelőrendszerből és képrendszerből áll.
A vezérlő a mintát függőleges irányban mozgatja egy szkenneren keresztül, hogy egy rögzített értéken stabilizálja a szonda és a minta közötti távolságot (vagy a kölcsönhatás fizikai mennyiségét); Egyidejűleg mozgassa a mintát az xy vízszintes síkban úgy, hogy a szonda a minta felületét pásztázza a szkennelési útvonal mentén. A pásztázó szonda mikroszkópia észleli a szonda és a minta közötti kölcsönhatás releváns fizikai mennyiségi jeleit, ha a szonda és a minta közötti távolság stabil; Stabil kölcsönhatású fizikai mennyiségek esetén a szonda és a minta közötti távolságot egy függőleges elmozdulásérzékelő érzékeli. A képfeldolgozó rendszer a detektálási jel (illetve a szonda és a minta távolsága) alapján képfeldolgozást végez a minta felületén.
A szonda és a minta közötti kölcsönhatás különböző fizikai területei szerint a pásztázó szonda mikroszkópiát különböző mikroszkópsorozatokra osztják. Közülük a pásztázó alagútmikroszkóp (STM) és az atomerő-mikroszkóp (AFM) a két leggyakrabban használt pásztázó szonda mikroszkóp. A pásztázó alagútmikroszkóp a szonda és a mért minta közötti alagútáram érzékelésével érzékeli a minta felületi szerkezetét. Az atomerő-mikroszkópia a minta felületét úgy érzékeli, hogy a fotoelektromos elmozdulásérzékelőn keresztül érzékeli a csúcs és a minta közötti kölcsönhatási erő által okozott mikrokonzolos deformációt (amely lehet vonzó vagy taszító).
