Kako radi skenirajući tunelski elektronski mikroskop
Način rada
Iako su konfiguracije skenirajućih tunelskih elektronskih mikroskopa različite, sve uključuju sljedeća tri glavna dijela: mehanički sustav (tijelo zrcala) koji pokreće sondu da se kreće trodimenzionalno u odnosu na površinu vodljivog uzorka, a koristi se za kontrolu i nadzirati sondu. Elektronički sustav za udaljenost od uzorka i prikazni sustav za pretvaranje izmjerenih podataka u slike. Ima dva načina rada: način konstantne struje i način rada konstantne visoke snage.
Način rada konstantne struje
Struju tuneliranja kontrolira i održava konstantnom elektronički povratni krug. Zatim računalni sustav kontrolira vrh igle za skeniranje na površini uzorka, to jest da se vrh igle pomiče dvodimenzionalno duž x i y smjerova. Budući da je tunelsku struju potrebno kontrolirati da bude konstantna, lokalna visina između vrha igle i površine uzorka također će ostati konstantna, tako da će vrh igle izvoditi isto valovito kretanje s usponima i spuštanjima površine uzorka, a podaci o visini odražavat će se u skladu s tim. izaći. To jest, skenirajući tunelski elektronski mikroskop dobiva trodimenzionalne informacije o površini uzorka. Ovom radnom metodom dobivaju se sveobuhvatne slikovne informacije, visokokvalitetne mikroskopske slike i naširoko se koristi.
Način konstantne visine
Održavajte apsolutnu visinu vrha igle konstantnom tijekom procesa skeniranja uzorka; tada će se promijeniti lokalna udaljenost između vrha igle i površine uzorka, a sukladno tome će se promijeniti i veličina tunelske struje I; promjenu tunelske struje I zabilježit će računalo i pretvoriti u sliku Signal se prikaže i dobije se mikrograf skenirajućeg tunelskog elektronskog mikroskopa. Ovaj način rada je prikladan samo za uzorke s relativno ravnim površinama i pojedinačnim komponentama.
načelo
Skenirajući tunelski mikroskop nova je vrsta mikroskopskog uređaja za razlikovanje površinske morfologije krutih tijela otkrivanjem tunelske struje elektrona u atomima na krutoj površini prema principu tunelskog učinka u kvantnoj mehanici.
Zbog efekta tuneliranja elektrona, elektroni u metalu nisu potpuno ograničeni unutar površinske granice, to jest, gustoća elektrona ne pada iznenada na nulu na površinskoj granici, već eksponencijalno opada izvan površine; duljina raspada je oko 1 nm, što je mjera površinske barijere za izlazak elektrona. Ako su dva metala vrlo blizu jedan drugome, njihovi se oblaci elektrona mogu preklapati; ako se između dva metala primijeni mali napon, može se uočiti električna struja (zvana tunelska struja) između njih.
