Princip i struktura skenirajućeg sondnog mikroskopa
Osnovno načelo rada skenirajućeg mikroskopa sa sondom je korištenje interakcije između sonde i površinskih atoma i molekula uzorka, to jest, kada su sonda i površina uzorka blizu nanometarske skale kada nastaje niz međudjelovajućih fizičkih polja, kroz detekciju odgovarajućih fizikalnih veličina i dobiti topografiju površine uzorka. Skenirajući sondni mikroskop sastoji se od 5 dijelova: sonde, skenera, senzora pomaka, kontrolera, sustava detekcije i sustava slike.
Kontroler kroz skener okomito od smjera pomicanja uzorka kako bi se stabilizirao razmak između sonde i uzorka (ili fizička veličina interakcije) u fiksnoj vrijednosti; u isto vrijeme u horizontalnoj ravnini xy za pomicanje uzorka, tako da sonda u skladu s putanjom skeniranja skenira površinu uzorka. Skenirajući mikroskop sonde u slučaju stabilizacije udaljenosti između sonde i uzorka, sustav detekcije detektira signal interakcije između sonde i uzorka; u slučaju stabilizacije fizičke veličine interakcije, udaljenost između sonde i uzorka detektira se senzorom pomaka u okomitom smjeru. Sustav slike temelji se na detekcijskom signalu (ili udaljenosti između sonde i uzorka) na površini uzorka za snimanje i drugu obradu slike.
Ovisno o fizičkom polju interakcije između sonde i uzorka, mikroskopi sa skenirajućom sondom dijele se u različite obitelji mikroskopa. Dvije najčešće korištene vrste skenirajućih mikroskopa sa sondama su skenirajući tunelski mikroskopi (STM) i mikroskopi atomske sile (AFM). Skenirajuća tunelska mikroskopija koristi se za ispitivanje površinske strukture uzorka otkrivanjem veličine tunelske struje između sonde i uzorka koji se ispituje. AFM detektira površinu uzorka otkrivanjem deformacije mikrokonzole uzrokovane međudjelovanjem između vrha sonde i uzorka (bilo privlačnog ili odbojnog) pomoću fotoelektričnog senzora pomaka.
