Kako radi skenirajući tunelski elektronski mikroskop
Način rada
Iako su konfiguracije skenirajućih tunelskih elektronskih mikroskopa različite, svi oni uključuju sljedeća tri glavna dijela: mehanički sistem (tijelo ogledala) koji pokreće sondu da se kreće trodimenzionalno u odnosu na površinu provodnog uzorka i koristi se za kontrolu i prati sondu. Elektronski sistem za udaljenost od uzorka i sistem prikaza za pretvaranje izmjerenih podataka u slike. Ima dva režima rada: režim konstantne struje i konstantan visoki režim.
Način rada s konstantnom strujom
Tunelska struja se kontroliše i održava konstantnom pomoću elektronskog kola povratne sprege. Zatim kompjuterski sistem kontroliše vrh igle da skenira na površini uzorka, odnosno da se vrh igle pomera dvodimenzionalno duž x i y pravca. Budući da se tunelska struja mora kontrolirati da bude konstantna, lokalna visina između vrha igle i površine uzorka također će ostati konstantna, tako da će vrh igle obavljati isto valovito kretanje s usponima i padovima površine uzorka, a informacije o visini će se odražavati u skladu s tim. izađi. Odnosno, skenirajući tunelski elektronski mikroskop dobija trodimenzionalne informacije o površini uzorka. Ova metoda rada dobija sveobuhvatne informacije o slici, visokokvalitetne mikroskopske slike i široko se koristi.
Način rada s konstantnom visinom
Održavajte konstantnu apsolutnu visinu vrha igle tokom procesa skeniranja uzorka; tada će se promijeniti lokalna udaljenost između vrha igle i površine uzorka, a u skladu s tim će se promijeniti i veličina tunelske struje I; promjenu tunelske struje I kompjuter će snimiti i pretvoriti u sliku. Prikazan je signal i dobijena mikrografija skenirajućeg tunelskog elektronskog mikroskopa. Ovaj način rada je prikladan samo za uzorke sa relativno ravnim površinama i pojedinačnim komponentama.
princip
Skenirajući tunelski mikroskop je nova vrsta mikroskopskog uređaja za razlikovanje površinske morfologije čvrstih tijela detekcijom tunelske struje elektrona u atomima na površini čvrstog tijela prema principu tunelskog efekta u kvantnoj mehanici.
Zbog tunelskog efekta elektrona, elektroni u metalu nisu u potpunosti ograničeni unutar površinske granice, to jest, gustoća elektrona ne pada naglo na nulu na granici površine, već eksponencijalno opada izvan površine; dužina raspada je oko 1nm, što je mjera površinske barijere za bijeg elektrona. Ako su dva metala veoma blizu jedan drugom, njihovi elektronski oblaci se mogu preklapati; ako se između dva metala primeni mali napon, može se uočiti električna struja (nazvana tunelska struja) između njih.
