Principi i struktura skenirajućih sondnih mikroskopa
Osnovno načelo rada skenirajućeg mikroskopa sa sondom je korištenje interakcija između sonde i atomskih molekula na površini uzorka, odnosno fizičkih polja koja nastaju različitim interakcijama kada se sonda i površina uzorka približe nanoskali, te dobivanje površinske morfologije uzorka otkrivanjem odgovarajućih fizičkih veličina. Skenirajući sondni mikroskop sastoji se od pet dijelova: sonde, skenera, senzora pomaka, kontrolera, detekcijskog sustava i slikovnog sustava.
Upravljač koristi skener za pomicanje uzorka u okomitom smjeru kako bi stabilizirao udaljenost (ili fizičku količinu interakcije) između sonde i uzorka na fiksnu vrijednost; Istovremeno pomaknite uzorak u horizontalnoj ravnini x-y tako da sonda skenira površinu uzorka duž putanje skeniranja. Skenirajući mikroskop sonde detektira relevantne signale fizičke veličine interakcije između sonde i uzorka u sustavu detekcije, dok održava stabilnu udaljenost između sonde i uzorka; U slučaju stabilne interakcije fizikalnih veličina, udaljenost između sonde i uzorka detektira se senzorom pomaka u okomitom smjeru. Sustav za snimanje vrši obradu slike na površini uzorka na temelju signala detekcije (ili udaljenosti između sonde i uzorka).
Mikroskopi sa skenirajućom sondom podijeljeni su u različite serije mikroskopa na temelju različitih fizičkih polja interakcije između korištenih sondi i uzorka. Skenirajući tunelski mikroskop (STM) i mikroskop atomske sile (AFM) dvije su najčešće korištene vrste skenirajućih mikroskopa sa sondom. Skenirajući tunelski mikroskop otkriva strukturu površine uzorka mjerenjem veličine tunelske struje između sonde i uzorka koji se ispituje. Mikroskopija atomske sile koristi fotoelektrični senzor pomaka za otkrivanje mikrokonzolne deformacije uzrokovane silom interakcije između vrha igle i uzorka (koja može biti privlačna ili odbojna) za otkrivanje površine uzorka.
