Diagram prinsip pencitraan mikroskop

Diagram prinsip pencitraan mikroskop

Diagram prinsip pencitraan mikroskopis

Saya tahu fungsi lensa mata setara dengan kaca pembesar, tetapi kaca pembesar menghasilkan bayangan pada sisi benda yang sama, dan lensa objektif pada mikroskop memperbesar benda, sehingga menghasilkan bayangan yang seharusnya ada di dalam mikroskop. tabung. Jika prinsip pengoperasian lensa mata sama dengan prinsip kaca pembesar, maka bayangannya tidak boleh diperbesar berlawanan arah dengan mata manusia (pada sisi benda yang sama). Lalu bagaimana kita melihat bayangan dengan perbesaran sekunder? Prinsip pencitraan mikroskop ditunjukkan pada gambar. Lensa objektif memiliki panjang fokus yang lebih pendek, sedangkan lensa okuler memiliki panjang fokus yang lebih panjang. Benda melewati lensa objektif membentuk bayangan nyata terbalik A “B”, yang terletak di dalam titik fokus lensa okuler (di dalam tabung lensa). Dapat juga dikatakan sebagai benda pada lensa okuler, dan setelah melewati lensa okuler menjadi bayangan maya tegak. Masih sama dengan kaca pembesar, dengan bayangan benda pada sisi yang sama.

Prinsip kerja STM

STM bekerja dengan memanfaatkan efek terowongan kuantum. Jika ujung jarum logam digunakan sebagai satu elektroda dan sampel padat yang diukur digunakan sebagai elektroda lain, efek terowongan akan terjadi ketika jarak antara keduanya sekitar 1 nm, dan elektron akan melewati penghalang potensial spasial dari satu elektroda ke elektroda lainnya. elektroda membentuk arus. Dan Ub: tegangan bias; k : Konstanta, kira-kira sama dengan 1, Φ 1/2 : Fungsi kerja rata-rata, S : Jarak.

Dari persamaan di atas terlihat bahwa arus terowongan mempunyai hubungan eksponensial negatif dengan jarak S antar sampel ujung jarum. Sangat sensitif terhadap perubahan jarak. Oleh karena itu, ketika ujung jarum melakukan pemindaian planar pada permukaan sampel yang diuji, meskipun permukaan tersebut hanya memiliki fluktuasi skala atom, hal ini akan menyebabkan perubahan arus terowongan yang sangat signifikan, atau bahkan mendekati urutan besarnya. Dengan cara ini, fluktuasi skala atom di permukaan dapat direfleksikan dengan mengukur perubahan arus, seperti yang ditunjukkan di sebelah kanan gambar berikut. Inilah prinsip kerja dasar STM yang disebut dengan mode ketinggian konstan (menjaga ketinggian ujung jarum tetap konstan).

STM mempunyai mode operasi lain, yang disebut mode arus konstan, seperti yang ditunjukkan di sisi kiri gambar. Pada titik ini, selama proses pemindaian jarum, arus terowongan dipertahankan konstan melalui loop umpan balik elektronik. Untuk menjaga arus konstan, ujung jarum bergerak ke atas dan ke bawah seiring dengan fluktuasi permukaan sampel, sehingga mencatat lintasan pergerakan naik dan turun ujung jarum, dan memberikan morfologi permukaan sampel.

Mode arus konstan adalah mode kerja yang umum digunakan untuk STM, sedangkan mode ketinggian konstan hanya cocok untuk sampel pencitraan dengan fluktuasi permukaan kecil. Ketika permukaan sampel berfluktuasi secara signifikan, karena ujung jarum sangat dekat dengan permukaan sampel, penggunaan mode ketinggian konstan dapat dengan mudah menyebabkan ujung jarum bertabrakan dengan permukaan sampel, sehingga menyebabkan kerusakan antara ujung jarum dan sampel. permukaan.