Benefiċċji ta 'Scanning Probe Microscopy li huma Partikolari
Il-Vantaġġi Uniċi ta 'Scanning Probe Microscope Prefazju:
Meta l-istorja żviluppat sas-snin tmenin, twieled tip ġdid ta 'strument ta' analiżi tal-wiċċ ibbażat fuq il-fiżika u li jintegra varjetà ta 'teknoloġiji moderni - mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar (STM). STM mhux biss għandu riżoluzzjoni spazjali għolja ħafna (sa O.1nm fid-direzzjoni orizzontali, aħjar minn O.01nm fid-direzzjoni vertikali), jista 'josserva direttament l-istruttura atomika tal-wiċċ tal-materjal, u jista' wkoll jimmanipula l-atomi u molekuli, sabiex ir-rieda Suġġettiva umana tiġi imposta fuq in-natura. Jista 'jingħad li l-mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar huwa l-estensjoni tal-għajnejn u l-idejn tal-bniedem, u l-kristallizzazzjoni tal-għerf tal-bniedem.
Il-prinċipju tax-xogħol tal-mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar huwa bbażat fuq diversi karatteristiċi fiżiċi fil-firxa mikroskopika jew mesoskopika, u jiskopri l-interazzjoni bejn it-tnejn meta tiskennja l-wiċċ tas-sustanza li għandha tiġi studjata minn sonda rqiqa atomikament, sabiex tikseb it-To jistudja l-proprjetajiet tal-wiċċ tal-materja, id-differenza ewlenija bejn it-tipi differenti ta 'SPMs hija l-proprjetajiet tal-ponta tagħhom u l-modi korrispondenti tagħhom li fihom il-ponta jinteraġixxi mal-kampjun.
Il-prinċipju tax-xogħol ġej mill-prinċipju tal-mini fil-mekkanika kwantistika. Il-qalba tagħha hija ponta tal-labra li tista 'skennja fuq il-wiċċ tal-kampjun, għandha ċertu vultaġġ ta' preġudizzju mal-kampjun, u għandha dijametru ta 'skala atomika. Peress li l-probabbiltà ta 'elettron tunneling għandha relazzjoni esponenzjali negattiva mal-wisa' tal-barriera potenzjali V(r), meta d-distanza bejn il-ponta u l-kampjun tkun viċin ħafna, il-barriera potenzjali bejniethom issir irqaq ħafna, u s-sħab tal-elettroni jikkoinċidu xulxin. Meta tiġi applikata vultaġġ, l-elettroni jistgħu jiġu trasferiti mill-ponta għall-kampjun jew mill-kampjun għall-ponta permezz tal-effett tal-mina, li jiffurmaw kurrent tal-mina. Billi tirreġistra l-bidla tal-kurrent tal-mina bejn it-tarf tal-labra u l-kampjun, tista 'tinkiseb l-informazzjoni tat-topografija tal-wiċċ tal-kampjun.
Meta mqabbel ma 'tekniki oħra ta' analiżi tal-wiċċ, SPM għandu vantaġġi uniċi:
(1) Għandu riżoluzzjoni għolja ta 'livell atomiku. Ir-riżoluzzjoni ta 'STM fid-direzzjoni parallela għal u perpendikolari mal-wiċċ tal-kampjun tista' tilħaq 0.1nm u 0.01nm, rispettivament, u atomi singoli jistgħu jiġu solvuti.
(2) L-immaġni tridimensjonali tal-wiċċ fl-ispazju reali tista 'tinkiseb f'ħin reali, li tista' tintuża għall-istudju tal-istruttura tal-wiċċ perjodika jew mhux perjodika. Din il-prestazzjoni osservabbli tista 'tintuża għall-istudju ta' proċessi dinamiċi bħad-diffużjoni tal-wiċċ.
(3) Huwa possibbli li tiġi osservata l-istruttura tal-wiċċ lokali ta 'saff atomiku wieħed, aktar milli l-immaġni individwali jew il-proprjetajiet medji tal-wiċċ kollu, sabiex id-difetti tal-wiċċ, ir-rikostruzzjoni tal-wiċċ, il-morfoloġija u l-pożizzjoni tal-assorbenti tal-wiċċ, u l- bidliet ikkawżati minn adsorbenti jistgħu jiġu osservati direttament. Rikostruzzjoni tal-wiċċ, eċċ.
(4) Jista 'jaħdem f'ambjenti differenti bħal vakwu, atmosfera, u temperatura normali, u saħansitra tgħaddas il-kampjun fl-ilma u soluzzjonijiet oħra, mingħajr teknoloġija speċjali ta' preparazzjoni tal-kampjun, u l-proċess ta 'skoperta ma jagħmilx ħsara lill-kampjun. Dawn il-karatteristiċi huma adattati b'mod speċjali għall-istudju ta 'kampjuni bijoloġiċi u l-evalwazzjoni tal-uċuħ tal-kampjuni taħt kundizzjonijiet sperimentali differenti, bħall-monitoraġġ ta' mekkaniżmi katalitiċi eteroġeni, mekkaniżmi superkonduttivi, u bidliet fil-wiċċ tal-elettrodu waqt reazzjonijiet elettrokimiċi.
(5) Jikkooperaw ma 'STS (Scanning Tunneling Spectroscopy), tista' tinkiseb informazzjoni dwar l-istruttura elettronika tal-wiċċ, bħad-densità ta 'stati f'livelli differenti tal-wiċċ, bjar tal-elettroni tal-wiċċ, bidliet fil-barrieri potenzjali tal-wiċċ, u strutturi tal-vojt tal-enerġija.
