Princip rada i strukturni sastav mikroskopije skenirajuće sonde
Osnovni princip rada skenirajućeg sondnog mikroskopa je korištenje interakcija između sonde i atomskih molekula na površini uzorka, odnosno fizičkih polja formiranih različitim interakcijama kada se sonda i površina uzorka približavaju nanoskali, i dobivanje morfologije površine uzorka detekcijom odgovarajućih fizičkih veličina. Skenirajući sondni mikroskop sastoji se od pet dijelova: sonde, skenera, senzora pomaka, kontrolera, sistema za detekciju i sistema za snimanje.
Kontroler koristi skener za pomicanje uzorka u vertikalnom smjeru kako bi stabilizirao udaljenost (ili fizičku količinu interakcije) između sonde i uzorka na fiksnoj vrijednosti; Istovremeno pomičite uzorak u horizontalnoj ravnini xy tako da sonda skenira površinu uzorka duž putanje skeniranja. Skenirajući sondni mikroskop detektuje relevantne signale fizičke veličine interakcije između sonde i uzorka u sistemu za detekciju, dok održava stabilnu udaljenost između sonde i uzorka; U slučaju stabilne interakcije fizičkih veličina, razmak između sonde i uzorka detektuje se senzorom pomaka u vertikalnom smjeru. Sistem za snimanje vrši obradu slike na površini uzorka na osnovu detekcionog signala (ili udaljenosti između sonde i uzorka).
Mikroskopi za skeniranje su podijeljeni u različite serije mikroskopa na osnovu različitih fizičkih polja interakcije između korištenih sondi i uzorka. Skenirajući tunelski mikroskop (STM) i mikroskop s atomskom silom (AFM) su dvije najčešće korištene vrste mikroskopa za skeniranje sonde. Skenirajući tunelski mikroskop otkriva površinsku strukturu uzorka mjerenjem veličine tunelske struje između sonde i uzorka koji se testira. Mikroskopija atomske sile koristi fotoelektrični senzor pomaka za detekciju mikro deformacije konzole uzrokovane silom interakcije između vrha igle i uzorka (koji može biti ili privlačan ili odbojan) kako bi se otkrila površina uzorka.
