Keunggulan unik pemindaian probe mikroskop
Prinsip kerja Scanning Probe Microscopy didasarkan pada berbagai sifat fisik dalam rentang mikroskopis atau mesoskopik, dan interaksi di antara keduanya dideteksi melalui probe pemindaian linearitas atom yang sangat halus di atas permukaan zat yang diteliti, untuk memperoleh sifat permukaan zat yang diteliti, perbedaan utama antara berbagai jenis SPM terletak pada perbedaan karakteristik jarumnya dan cara interaksinya dengan sampel jarum.
Prinsip operasinya berasal dari prinsip penerowongan dalam mekanika kuantum. Intinya adalah ujung yang dapat memindai permukaan sampel dengan tegangan bias tertentu antara itu dan sampel, dan diameternya sesuai skala atom. Karena peluang penerowongan elektron menunjukkan hubungan eksponensial negatif dengan lebar penghalang potensial V(r), ketika jarak antara ujung jarum dan sampel sangat dekat, penghalang potensial di antara keduanya menjadi sangat tipis, dan awan elektron saling tumpang tindih, dan dengan memberikan tegangan antara ujung jarum dan sampel, elektron dapat ditransfer dari ujung ke sampel atau dari sampel ke ujung jarum melalui efek terowongan untuk membentuk terowongan. saat ini. Dengan mencatat perubahan arus terowongan antara ujung dan sampel, informasi mengenai morfologi permukaan sampel dapat diperoleh.
SPM memiliki keunggulan unik dibandingkan teknik analisis permukaan lainnya:
(1) Resolusi tinggi pada tingkat atom, dengan resolusi 0.1 nm secara paralel dan 0.01 nm pada arah tegak lurus terhadap permukaan sampel, tempat masing-masing atom dapat terselesaikan.
(2) Gambar tiga dimensi permukaan dalam ruang nyata dapat diperoleh dalam waktu nyata, yang dapat digunakan untuk mempelajari struktur permukaan periodik atau non-periodik, dan kinerja yang dapat diamati ini dapat digunakan untuk mempelajari proses dinamis. seperti difusi permukaan.
(3) Struktur permukaan lokal dari satu lapisan atom dapat diamati, bukan gambar individual atau sifat rata-rata seluruh permukaan, sehingga cacat permukaan, rekonstruksi permukaan, morfologi dan lokasi lapisan atom dapat diamati secara langsung. adsorbat permukaan, dan rekonstruksi permukaan yang disebabkan oleh adsorbat.
(4) Dapat bekerja di lingkungan yang berbeda, seperti ruang hampa, atmosfer, suhu ruangan, dll., dan bahkan dapat merendam sampel dalam air dan larutan lain, yang tidak memerlukan teknik pengambilan sampel khusus dan tidak merusak sampel selama pendeteksian. proses. Fitur-fitur ini sangat cocok untuk mempelajari sampel biologis dan mengevaluasi permukaan sampel dalam kondisi eksperimen yang berbeda, seperti untuk mekanisme katalitik multifase, mekanisme superkonduktivitas, dan pemantauan perubahan permukaan elektroda selama reaksi elektrokimia.
(5) Dalam kombinasi dengan pemindaian spektroskopi terowongan (STS), informasi tentang struktur elektronik permukaan dapat diperoleh, seperti kepadatan keadaan pada berbagai tingkat permukaan, perangkap elektron permukaan, variasi penghalang potensial permukaan. dan struktur kesenjangan energi.
