Benefiċċji uniċi tal-mikroskopija tas-sonda tal-iskannjar
Daħla:
Meta l-istorja żviluppat fis-snin 80, twieled tip ġdid ta 'strument ta' analiżi tal-wiċċ ibbażat fuq il-fiżika u li jintegra varjetà ta 'teknoloġiji moderni, il-mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar (STM). L-STM mhux biss għandu riżoluzzjoni spazjali għolja (sa O.1). nm fid-direzzjoni trasversali, u aħjar minn O.01 nm fid-direzzjoni lonġitudinali), li huwa kapaċi josserva direttament il- Huwa mhux biss għandu riżoluzzjoni spazjali għolja (O.1 nm f'orizzontali u O.01 nm f'vertikali), jista 'josserva direttament l-istruttura atomika fuq il-wiċċ tal-materja, iżda jista' wkoll jimmanipula l-atomi u l-molekuli, u b'hekk jeżerċita r-rieda suġġettiva tal-bnedmin fuq in-natura. Jista 'jingħad li l-mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar huwa l-estensjoni tal-għajnejn u l-idejn tal-bniedem, u huwa l-kristallizzazzjoni tal-għerf tal-bniedem.
Il-prinċipju tax-xogħol tal-Mikroskopija ta 'Scanning Probe huwa bbażat fuq diversi proprjetajiet fiżiċi fil-medda mikroskopika jew mesoskopika, u l-interazzjoni bejniethom tiġi skoperta permezz ta' sonda fina ħafna ta 'skanjar ta' linearità atomika 'l fuq mill-wiċċ tas-sustanza taħt studju, sabiex jiksbu l-proprjetajiet tal-wiċċ tas-sustanza taħt studju, id-differenza ewlenija bejn it-tipi differenti ta 'SPMs tinsab fid-differenzi fil-karatteristiċi tal-labar tagħhom u l-modi korrispondenti tagħhom ta' interazzjoni mal-kampjuni tal-labar.
Il-prinċipju tat-tħaddim huwa derivat mill-prinċipju tal-mini permezz tal-mekkanika kwantistika. Fil-qalba tagħha hemm ponta li tista 'skannja fuq il-wiċċ tal-kampjun b'ċertu vultaġġ ta' preġudizzju bejnha u l-kampjun, u li d-dijametru tagħha huwa fuq l-iskala atomika. Peress li ċ-ċans ta 'l-elettron tunneling juri relazzjoni esponenzjali negattiva mal-wisa' tal-barriera potenzjali V(r), meta d-distanza bejn il-ponta tal-labra u l-kampjun tkun qrib ħafna, il-barriera potenzjali bejniethom issir irqaq ħafna, u l- sħab tal-elettroni jikkoinċidu lil xulxin, u billi jiġi applikat vultaġġ bejn il-ponta tal-labra u l-kampjun, l-elettroni jistgħu jiġu trasferiti mill-ponta għall-kampjun jew mill-kampjun għall-ponta tal-labra permezz tal-effett ta 'mina biex jiffurmaw mina kurrenti. Billi jiġu rreġistrati l-bidliet fil-kurrent tal-mini bejn il-ponta u l-kampjun, tista 'tinkiseb informazzjoni dwar il-morfoloġija tal-wiċċ tal-kampjun.
SPM għandu vantaġġi uniċi fuq tekniki oħra ta 'analiżi tal-wiċċ:
(1) Riżoluzzjoni għolja fil-livell atomiku, b'riżoluzzjonijiet ta' 0.1 nm fil-parallel u 0.01 nm fid-direzzjoni perpendikulari mal-wiċċ tal-kampjun, fejn atomi individwali jistgħu jiġu solvuti.
(2) Immaġini tridimensjonali tal-wiċċ fl-ispazju reali tista 'tinkiseb f'ħin reali, li tista' tintuża għall-istudju ta 'strutturi tal-wiċċ perjodiċi jew mhux perjodiċi, u 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 in-natura medja tal-wiċċ kollu, u għalhekk huwa possibbli li jiġu osservati direttament id-difetti tal-wiċċ, ir-rikostruzzjoni tal-wiċċ, il-morfoloġija u l-post ta' adsorbati tal-wiċċ, u rikostruzzjoni tal-wiċċ ikkawżata minn adsorbati.
(4) Jista 'jaħdem f'ambjenti differenti, bħal vakwu, atmosfera, temperatura tal-kamra, eċċ., U jista' saħansitra jgħaddas il-kampjun fl-ilma u soluzzjonijiet oħra, li ma jeħtieġx tekniki speċjali ta 'kampjunar u ma jagħmilx ħsara lill-kampjun waqt l-iskoperta proċess. Dawn il-karatteristiċi huma partikolarment adattati għall-istudju ta 'kampjuni bijoloġiċi u l-evalwazzjoni tal-wiċċ tal-kampjun taħt kundizzjonijiet sperimentali differenti, bħal għall-mekkaniżmu katalitiku b'ħafna fażijiet, mekkaniżmu ta' superkonduttività, u l-monitoraġġ tal-bidliet fil-wiċċ tal-elettrodu waqt reazzjonijiet elettrokimiċi.
(5) Flimkien ma 'scanning tunneling spectroscopy (STS), tista' tinkiseb informazzjoni dwar l-istruttura elettronika tal-wiċċ, bħad-densità ta 'stati f'livelli differenti tal-wiċċ, in-nases tal-elettroni tal-wiċċ, il-varjazzjoni tal-barrieri potenzjali tal-wiċċ u l-istruttura tad-distakk fl-enerġija.
