Dijagram principa snimanja mikroskopa
Dijagram principa mikroskopskog snimanja
Znam da je funkcija okulara ekvivalentna povećalu, ali lupa stvara sliku na istoj strani objekta, a sočivo objektiva u mikroskopu povećava predmet, što rezultira slikom koja bi trebala biti unutar mikroskopa tube. Ako je princip okulara isti kao i lupe, onda se njegova slika ne smije povećavati u suprotnom smjeru od ljudskog oka (na istoj strani predmeta). Kako onda vidimo sliku sekundarnog uvećanja? Princip snimanja mikroskopa prikazan je na slici. Objektiv ima kraću žižnu daljinu, dok okular ima veću žižnu daljinu. Predmet prolazi kroz sočivo objektiva i formira obrnutu realnu sliku A "B", koja se nalazi unutar fokusne tačke okulara (unutar cijevi sočiva). Može se posmatrati i kao predmet okulara, a nakon prolaska kroz okular postaje uspravna virtuelna slika. I dalje je ista kao lupa, sa slikom objekta na istoj strani.
Princip rada STM-a
STM radi koristeći efekat kvantnog tuneliranja. Ako se metalni vrh igle koristi kao jedna elektroda, a izmjereni čvrsti uzorak koristi se kao druga elektroda, doći će do efekta tuneliranja kada je udaljenost između njih oko 1nm, a elektroni će proći kroz prostornu potencijalnu barijeru od jedne do druge elektrode. elektroda za formiranje struje. I Ub: prednapon; k: Konstanta, približno jednaka 1, Φ 1/2: Prosječna radna funkcija, S: Udaljenost.
Iz gornje jednačine se može vidjeti da tunelska struja ima negativan eksponencijalni odnos s razmakom S između uzoraka vrha igle. Veoma je osetljiv na promene u razmaku. Stoga, kada vrh igle izvrši planarno skeniranje na površini testiranog uzorka, čak i ako površina ima samo fluktuacije atomske skale, to će uzrokovati vrlo značajne, ili čak blizu reda veličine, promjene u tunelskoj struji. Na ovaj način, fluktuacija atomske skale na površini može se odraziti mjerenjem promjena struje, kao što je prikazano na desnoj strani sljedeće slike. Ovo je osnovni princip rada STM-a, koji se zove režim konstantne visine (održavanje konstantne visine vrha igle).
STM ima još jedan način rada, koji se zove režim konstantne struje, kao što je prikazano na lijevoj strani slike. U ovom trenutku, tokom procesa skeniranja igle, tunelska struja se održava konstantnom kroz elektronsku povratnu petlju. Da bi se održala konstantna struja, vrh igle se pomiče gore-dolje s fluktuacijom površine uzorka, čime se bilježi putanja kretanja vrha igle gore-dolje i osigurava morfologija površine uzorka.
Mod konstantne struje je uobičajeni radni način za STM, dok je režim konstantne visine pogodan samo za snimanje uzoraka s malim površinskim fluktuacijama. Kada površina uzorka značajno fluktuira, zbog toga što je vrh igle vrlo blizu površine uzorka, korištenjem skeniranja u režimu konstantne visine može lako doći do sudara vrha igle s površinom uzorka, što dovodi do oštećenja između vrha igle i uzorka površine.
