Schéma principu zobrazování mikroskopu
Schéma principu mikroskopického zobrazování
Vím, že funkce okuláru je ekvivalentní lupě, ale lupa vytváří obraz na stejné straně objektu a čočka objektivu v mikroskopu objekt zvětšuje, což má za následek obraz, který by měl být uvnitř mikroskopu trubka. Pokud je princip okuláru stejný jako u lupy, pak by se jeho obraz neměl zvětšovat v opačném směru než lidské oko (na stejné straně předmětu). Jak tedy vidíme obraz sekundárního zvětšení? Princip zobrazování mikroskopu je znázorněn na obrázku. Čočka objektivu má kratší ohniskovou vzdálenost, zatímco okulár má delší ohniskovou vzdálenost. Objekt prochází čočkou objektivu a vytváří převrácený skutečný obraz A "B", který se nachází v ohnisku okuláru (uvnitř tubusu čočky). Může být také považován za předmět okuláru a po průchodu okulárem se z něj stane vzpřímený virtuální obraz Je to stále stejné jako lupa, s obrazem předmětu na stejné straně.
Princip činnosti STM
STM funguje tak, že využívá efekt kvantového tunelování. Pokud je kovový hrot jehly použit jako jedna elektroda a měřený pevný vzorek je použit jako další elektroda, dojde k tunelovému efektu, když je vzdálenost mezi nimi asi 1 nm, a elektrony budou procházet prostorovou potenciálovou bariérou z jedné elektrody na druhou. elektrodou k vytvoření proudu. A Ub: předpětí; k: Konstanta, přibližně rovna 1, Φ 1/2: Průměrná pracovní funkce, S: Vzdálenost.
Z výše uvedené rovnice je vidět, že tunelový proud má negativní exponenciální vztah s rozestupem S mezi vzorky hrotu jehly. Velmi citlivé na změny v rozestupech. Proto, když hrot jehly provede plošný sken na povrchu testovaného vzorku, i když má povrch pouze fluktuace atomového měřítka, způsobí to velmi významné, nebo dokonce řádově velké změny v tunelovém proudu. Tímto způsobem lze kolísání atomového měřítka na povrchu odrážet měřením změn proudu, jak je znázorněno na pravé straně následujícího obrázku. Toto je základní pracovní princip STM, který se nazývá režim konstantní výšky (udržování konstantní výšky hrotu jehly).
STM má další provozní režim, nazývaný režim konstantního proudu, jak je znázorněno na levé straně obrázku. V tomto okamžiku, během procesu skenování jehly, je tunelový proud udržován konstantní prostřednictvím elektronické zpětnovazební smyčky. Pro udržení konstantního proudu se hrot jehly pohybuje nahoru a dolů s fluktuací povrchu vzorku, čímž zaznamenává trajektorii pohybu hrotu jehly nahoru a dolů a poskytuje morfologii povrchu vzorku.
Režim konstantního proudu je běžně používaným pracovním režimem pro STM, zatímco režim konstantní výšky je vhodný pouze pro zobrazování vzorků s malými fluktuacemi povrchu. Když povrch vzorku výrazně kolísá, protože hrot jehly je velmi blízko povrchu vzorku, může použití skenování v režimu konstantní výšky snadno způsobit kolizi hrotu jehly s povrchem vzorku, což vede k poškození mezi hrotem jehly a vzorkem povrch.
