Dijagram principa snimanja mikroskopa
Dijagram principa mikroskopske slike
Znam da je funkcija okulara jednaka povećalu, ali povećalo stvara sliku na istoj strani predmeta, a objektivna leća u mikroskopu povećava predmet, što rezultira slikom koja bi trebala biti unutar mikroskopa cijev. Ako je princip rada okulara isti kao i kod povećala, tada se njegova slika ne smije povećavati u suprotnom smjeru od ljudskog oka (na istoj strani predmeta). Dakle, kako vidimo sliku sekundarnog povećanja? Princip snimanja mikroskopa prikazan je na slici. Objektiv ima kraću žarišnu duljinu, dok okular ima veću žarišnu duljinu. Predmet prolazi kroz leću objektiva kako bi formirao obrnutu stvarnu sliku A "B", koja se nalazi unutar žarišne točke okulara (unutar cijevi leće). Također se može smatrati objektom okulara, a nakon što prođe kroz okular, postaje uspravna virtualna slika. I dalje je ista kao povećalo, sa slikom predmeta na istoj strani.
Princip rada STM
STM radi korištenjem efekta kvantnog tuneliranja. Ako se metalni vrh igle koristi kao jedna elektroda, a izmjereni čvrsti uzorak kao druga elektroda, pojavit će se efekt tuneliranja kada je udaljenost između njih oko 1 nm, a elektroni će proći kroz prostornu potencijalnu barijeru od jedne elektrode do druge elektroda za stvaranje struje. I Ub: prednapon; k: Konstanta, približno jednaka 1, Φ 1/2: Prosječna radna funkcija, S: Udaljenost.
Iz gornje jednadžbe može se vidjeti da struja tunela ima negativan eksponencijalni odnos s razmakom S između uzoraka vrha igle. Vrlo osjetljiv na promjene u razmaku. Stoga, kada vrh igle izvodi 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 taj način, fluktuacija atomskog kamenca 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 naziva način konstantne visine (održavanje konstantne visine vrha igle).
STM ima još jedan način rada, koji se naziva način konstantne struje, kao što je prikazano na lijevoj strani slike. U ovom trenutku, tijekom procesa skeniranja iglom, struja tunela se održava konstantnom kroz elektroničku povratnu petlju. Kako 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 daje morfologija površine uzorka.
Način rada konstantne struje često je korišten način rada za STM, dok je način rada konstantne visine prikladan samo za uzorke snimanja s malim površinskim fluktuacijama. Kada površina uzorka značajno fluktuira, zbog toga što je vrh igle vrlo blizu površine uzorka, korištenje skeniranja u načinu konstantne visine može lako uzrokovati sudaranje vrha igle s površinom uzorka, što dovodi do oštećenja između vrha igle i uzorka površinski.
