Konsep/Prinsip/Struktur/Karakteristik Scanning Probe Microscope
Mikroskop probe pemindaian adalah istilah umum untuk berbagai mikroskop probe baru (mikroskop gaya atom, mikroskop gaya elektrostatik, mikroskop gaya magnet, mikroskop konduktansi ion pemindaian, mikroskop elektrokimia pemindaian, dll.) yang dikembangkan atas dasar mikroskop tunneling pemindaian. Instrumen analisis permukaan yang dikembangkan.
Prinsip dan Struktur Mikroskop Probe Pemindaian
Prinsip kerja dasar mikroskop probe pemindaian adalah menggunakan interaksi antara probe dan atom permukaan dan molekul sampel, yaitu bidang fisik dari berbagai interaksi yang terbentuk ketika probe dan permukaan sampel dekat dengan skala nano, dan diperoleh dengan mendeteksi jumlah fisik yang sesuai Morfologi permukaan sampel. Mikroskop probe pemindaian terutama terdiri dari lima bagian: probe, pemindai, sensor perpindahan, pengontrol, sistem deteksi, dan sistem gambar.
Pengontrol memindahkan sampel ke arah vertikal melalui pemindai sehingga jarak antara probe dan sampel (atau kuantitas interaksi fisik) distabilkan pada nilai tetap; pada saat yang sama, sampel dipindahkan dalam bidang horizontal xy sehingga probe mengikuti pemindaian Jalur memindai permukaan sampel. Dalam pemindaian mikroskop probe, ketika jarak antara probe dan sampel stabil, sistem deteksi mendeteksi sinyal kuantitas fisik yang relevan dari interaksi antara probe dan sampel; ketika kuantitas fisik interaksi stabil, itu dideteksi oleh sensor perpindahan melalui arah vertikal Jarak antara probe dan sampel. Sistem gambar melakukan pemrosesan gambar seperti pencitraan pada permukaan sampel sesuai dengan sinyal deteksi (atau jarak antara probe dan sampel).
Mikroskop probe pemindaian dibagi menjadi rangkaian mikroskop yang berbeda sesuai dengan bidang fisik yang berbeda dari interaksi antara probe dan sampel. Di antara mereka, mikroskop tunneling pemindaian (STM) dan mikroskop kekuatan atom (AFM) adalah dua jenis mikroskop probe pemindaian yang lebih umum digunakan. Mikroskop tunneling pemindaian mendeteksi struktur permukaan sampel dengan mendeteksi ukuran arus terowongan antara probe dan sampel yang akan diuji. Mikroskop gaya atom mendeteksi permukaan sampel dengan mendeteksi deformasi kantilever mikro yang disebabkan oleh gaya interaksi antara ujung dan sampel (yang mungkin menarik atau menjijikkan) oleh sensor perpindahan fotolistrik.
Fitur Mikroskop Probe Pemindaian
Scanning probe microscopy adalah mikroskop ketiga untuk mengamati struktur materi pada skala atom setelah mikroskop ion lapangan dan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi. Mengambil Scanning Tunneling Microscope (STM) sebagai contoh, resolusi lateralnya adalah 0.1~0.2nm, dan resolusi kedalaman vertikalnya adalah 0.01nm. Resolusi tersebut dapat dengan jelas mengamati atom atau molekul tunggal yang terdistribusi pada permukaan sampel. Pada saat yang sama, mikroskop probe pemindaian juga dapat melakukan penelitian observasi di udara, gas lain, atau lingkungan cair.
Mikroskop probe pemindaian memiliki karakteristik resolusi atom, transpor atom, dan mikroprosesor nano. Namun, karena prinsip kerja yang berbeda dari berbagai mikroskop pemindaian secara detail, informasi pada permukaan sampel yang dipantulkan oleh hasil yang diperoleh sangat berbeda. Scanning tunneling microscopy mengukur informasi distribusi stasiun elektron pada permukaan sampel, yang memiliki resolusi tingkat atom tetapi masih tidak dapat memperoleh struktur sebenarnya dari sampel. Mikroskop atom mendeteksi informasi interaksi antar atom, sehingga dapat diperoleh informasi susunan distribusi atom pada permukaan sampel, yaitu struktur nyata sampel. Namun di sisi lain, mikroskop atom tidak dapat mengukur informasi keadaan elektronik yang dapat dibandingkan dengan teori, sehingga keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.
