Princípio e estrutura dos microscópios de sonda de varredura
Microscópio de sonda de varredura é um termo geral para vários novos microscópios de sonda (microscópio de força atômica, microscópio de força eletrostática, microscópio de força magnética, microscópio de condutividade iônica de varredura, microscópio eletroquímico de varredura, etc.) desenvolvidos com base no microscópio de tunelamento de varredura. É um instrumento de análise de superfície desenvolvido internacionalmente nos últimos anos.
Princípio e estrutura do microscópio de sonda de varredura
O princípio básico de funcionamento de um microscópio de sonda de varredura é utilizar as interações entre a sonda e as moléculas atômicas na superfície da amostra, ou seja, os campos físicos formados por diversas interações quando a sonda e a superfície da amostra se aproximam da nanoescala, e obter a morfologia da superfície da amostra detectando as quantidades físicas correspondentes. O microscópio de sonda de varredura consiste em cinco partes: sonda, scanner, sensor de deslocamento, controlador, sistema de detecção e sistema de imagem.
O controlador usa um scanner para mover a amostra na direção vertical para estabilizar a distância (ou quantidade física de interação) entre a sonda e a amostra em um valor fixo; Mova simultaneamente a amostra no plano horizontal x-y para que a sonda varra a superfície da amostra ao longo do caminho de varredura. O microscópio de sonda de varredura detecta os sinais de quantidade física relevantes da interação entre a sonda e a amostra no sistema de detecção, enquanto mantém uma distância estável entre a sonda e a amostra; No caso de interação estável de grandezas físicas, a distância entre a sonda e a amostra é detectada por um sensor de deslocamento na direção vertical. O sistema de imagem realiza o processamento de imagens na superfície da amostra com base no sinal de detecção (ou na distância entre a sonda e a amostra).
Os microscópios de sonda de varredura são divididos em diferentes séries de microscópios com base nos diferentes campos físicos de interação entre as sondas utilizadas e a amostra. Microscópio de tunelamento de varredura (STM) e microscópio de força atômica (AFM) são dois tipos comumente usados de microscópios de sonda de varredura. O microscópio de varredura por tunelamento detecta a estrutura da superfície de uma amostra medindo a magnitude da corrente de tunelamento entre a sonda e a amostra que está sendo testada. A microscopia de força atômica usa um sensor de deslocamento fotoelétrico para detectar a micro deformação do cantilever causada pela força de interação entre a ponta da agulha e a amostra (que pode ser atrativa ou repulsiva) para detectar a superfície da amostra.
