Princip a struktura rastrovací sondy mikroskopu
Základním pracovním principem rastrovacího sondového mikroskopu je využití interakce mezi sondou a povrchovými atomy a molekulami vzorku, to znamená, když se sonda a povrch vzorku blíží nanometrovému měřítku, kdy dochází ke vzniku různých vzájemně se ovlivňujících fyzikálních polí, pomocí detekce odpovídajících fyzikálních veličin a získání topografie povrchu vzorku. Skenovací sondový mikroskop se skládá z 5 částí: sondy, skeneru, snímače vzdálenosti, ovladače, detekčního systému a obrazového systému.
Ovladač skrz skener ve svislém směru od směru pohybu vzorku, aby se stabilizovala vzdálenost mezi sondou a vzorkem (nebo fyzikální veličina interakce) na pevnou hodnotu; současně v xy horizontální rovině pohybovat vzorkem tak, aby sonda v souladu s dráhou skenování skenovala povrch vzorku. Rastrovací sondový mikroskop v případě stabilizace vzdálenosti mezi sondou a vzorkem detekuje detekční systém signál interakce mezi sondou a vzorkem; v případě stabilizace fyzikální veličiny interakce je vzdálenost mezi sondou a vzorkem detekována snímačem posunutí ve vertikálním směru. Obrazový systém je založen na detekčním signálu (nebo na vzdálenosti mezi sondou a vzorkem) na povrchu vzorku pro zobrazování a další zpracování obrazu.
V závislosti na fyzikálním poli interakce mezi sondou a vzorkem se mikroskopy se skenovací sondou dělí do různých rodin mikroskopů. Dva z běžněji používaných typů rastrovacích sondových mikroskopů jsou rastrovací tunelové mikroskopy (STM) a mikroskopy atomárních sil (AFM). Skenovací tunelovací mikroskopie se používá ke zkoumání struktury povrchu vzorku detekcí velikosti tunelovacího proudu mezi sondou a testovaným vzorkem. AFM detekuje povrch vzorku detekcí mikrokonzolové deformace způsobené interakční silou mezi špičkou sondy a vzorkem (buď atraktivním nebo odpudivým) pomocí fotoelektrického senzoru posunu.
