Mikroszkóp képalkotási elvi diagramja
Mikroszkópos képalkotás elvi diagramja
Tudom, hogy az okulár funkciója egyenértékű a nagyítóval, de a nagyító a tárgy ugyanazon az oldalán hoz létre képet, a mikroszkópban lévő objektív pedig felnagyítja a tárgyat, ami olyan képet eredményez, amelynek a mikroszkóp belsejében kell lennie. cső. Ha az okulár elve megegyezik a nagyítóéval, akkor a képét nem szabad az emberi szemmel ellentétes irányban (a tárgy azonos oldalán) nagyítani. Hogyan látjuk tehát a másodlagos nagyítás képét? A mikroszkóp képalkotási elve az ábrán látható. Az objektív gyújtótávolsága rövidebb, míg az okuláré hosszabb. A tárgy áthalad az objektívlencsén, és egy fordított valós A "B" képet alkot, amely a szemlencse fókuszpontjában (a lencsecső belsejében) helyezkedik el. Az okulár tárgyának is tekinthető, és az okuláron való áthaladás után függőleges virtuális képpé válik. Még mindig ugyanaz, mint egy nagyító, a tárgykép ugyanazon az oldalon.
Az STM működési elve
Az STM a kvantum alagút effektus felhasználásával működik. Ha a fém tűhegyet használják egyik elektródaként, és a mért szilárd mintát egy másik elektródaként, alagúthatás lép fel, amikor a távolság körülbelül 1 nm, és az elektronok áthaladnak a térbeli potenciálgáton az egyik elektródától a másikig. elektródát, hogy áramot képezzen. És Ub: előfeszítő feszültség; k: Állandó, megközelítőleg egyenlő 1-gyel, Φ 1/2: Átlagos munkafüggvény, S: Távolság.
A fenti egyenletből látható, hogy az alagútáram negatív exponenciális kapcsolatban áll a tűhegyminták közötti S távolsággal. Nagyon érzékeny a térköz változásaira. Ezért amikor a tűhegy síkbeli letapogatást végez a vizsgált minta felületén, még ha a felületen csak atomi léptékingadozások vannak, az nagyon jelentős, vagy akár egy nagyságrendhez közeli változást okoz az alagútáramban. Ily módon az atomi lépték fluktuációja a felületen az áram változásának mérésével tükrözhető, amint az a következő ábra jobb oldalán látható. Ez az STM alapvető működési elve, amit állandó magasságú üzemmódnak neveznek (a tűhegy magasságának állandó tartása).
Az STM-nek van egy másik üzemmódja is, az úgynevezett állandó áramú üzemmód, amint az az ábra bal oldalán látható. Ezen a ponton a tűszkennelési folyamat során az alagútáramot egy elektronikus visszacsatoló hurkon keresztül állandóan tartják. Az állandó áram fenntartása érdekében a tű hegye fel-le mozog a minta felületének ingadozásával, ezáltal rögzíti a tű hegyének fel-le mozgásának pályáját, és biztosítja a minta felületének morfológiáját.
Az állandóáramú mód az STM-nél általánosan használt munkamód, míg az állandó magasságú mód csak kis felületi ingadozású minták képalkotására alkalmas. Ha a minta felülete jelentősen ingadozik, mivel a tű hegye nagyon közel van a minta felületéhez, az állandó magasságú pásztázás segítségével a tű hegye könnyen ütközhet a minta felületével, ami a tű hegye és a minta közötti sérüléshez vezethet. felület.
