A pásztázó szonda mikroszkóp elve és felépítése
A pásztázó szonda mikroszkóp alapvető működési elve a szonda és a minta felületének atomjai és molekulái közötti kölcsönhatás alkalmazása, vagyis amikor a szonda és a minta felülete közel van a nanométeres skálához, amikor különféle kölcsönhatásban lévő fizikai mezők alakulnak ki, a megfelelő fizikai mennyiségek kimutatásán keresztül, és megkapjuk a minta felszíni topográfiáját. A pásztázó szonda mikroszkóp 5 részből áll: szonda, szkenner, elmozdulásérzékelő, vezérlő, érzékelő rendszer és képrendszer.
Vezérlő a szkenneren keresztül függőlegesen a minta mozgatásának irányából a szonda és a minta távolságának (vagy a kölcsönhatás fizikai mennyiségének) fix értékben történő stabilizálása érdekében; ugyanakkor az xy vízszintes síkban mozgassa a mintát, hogy a szonda a szkennelési útvonalnak megfelelően átvizsgálja a minta felületét. Pásztázó szonda mikroszkóp a szonda és a minta távolságának stabilizálása esetén a detektorrendszer érzékeli a szonda és a minta közötti kölcsönhatás jelét; a kölcsönhatás fizikai mennyiségének stabilizálása esetén a szonda és a minta távolságát az elmozdulásérzékelő függőleges irányban érzékeli. A képrendszer a minta felületén lévő érzékelési jelen (vagy a szonda és a minta távolságán) alapul a képalkotáshoz és egyéb képfeldolgozáshoz.
A szonda és a minta közötti kölcsönhatás fizikai területétől függően a pásztázó szonda mikroszkópokat különböző mikroszkópcsaládokra osztják. A pásztázó szondás mikroszkópok két leggyakrabban használt típusa a pásztázó alagútmikroszkóp (STM) és az atomerőmikroszkóp (AFM). A pásztázó alagútmikroszkópia a minta felületi szerkezetének vizsgálatára szolgál a szonda és a vizsgált minta közötti alagútáram nagyságának kimutatásával. Az AFM érzékeli a minta felületét a mikrokonzolos deformáció észlelésével, amelyet a szonda csúcsa és a minta közötti kölcsönhatási erő okoz (akár vonzó, akár taszító) egy fotoelektromos elmozdulásérzékelő segítségével.
