Was ist ein Scannen-Prüfspitzen-Mikroskop?

Ein Scannenprüfspitzenmikroskop ist irgendwelche einiger Mikroskope, die dreidimensionale Oberflächenbilder ausführlich sehr hohes produzieren, einschließlich Atomskala. Abhängig von der verwendeten Mikroskopietechnik, können einige dieser Mikroskope physikalische Eigenschaften eines Materials, einschließlich elektrischen Strom, Leitfähigkeit und Magnetfelder auch messen. Das erste Scannenprüfspitzenmikroskop, genannt ein Scannentunnelmikroskop (STM), wurde in den frühen 80er-Jahren erfunden. Die Erfinder des STM gewannen den Nobelpreis in der Physik einige Jahre später. Seitdem sind einige andere Techniken, gegründet auf den gleichen Grundprinzipien, erfunden worden.

Alle Scannenprüfspitzen-Mikroskopietechniken beziehen ein kleines, scharf-spitzen Scannen der Oberfläche des Materials mit ein, da Daten digital vom Scan erworben werden. Die Spitze der Scannenprüfspitze muss als die Eigenschaften auf der Oberfläche kleiner sein, die gescannt wird, um ein genaues Bild zu produzieren. Diese Spitzen müssen ersetzt werden jede wenigen Tage. Sie werden normalerweise an den Kragbalken angebracht, und in vielen SPM Techniken, wird die Bewegung des Kragbalkens gemessen, um die Höhe der Oberfläche festzustellen.

In der Scannentunnelmikroskopie ist ein elektrischer Strom zwischen der Scannenspitze und der Oberfläche angewandt, die abgebildet ist. Dieser Strom wird konstant gehalten, indem man die Höhe der Spitze justiert und so ein topographisches Bild der Oberfläche erzeugt. Wechselweise kann die Höhe der Spitze konstant gehalten werden, während der ändernde Strom gemessen wird, um die Höhe der Oberfläche festzustellen. Da diese Methode elektrischen Strom benutzt, ist sie auf Materialien nur anwendbar, die Leiter oder Halbleiter sind.

Einige Arten Scannenprüfspitzenmikroskop fallen unter die Kategorie der Atomkraftmikroskopie (AFM). Anders als Scannentunnelmikroskopie kann Flughandbuch auf allen Arten Materialien, unabhängig davon ihre Leitfähigkeit benutzt werden. Alle Arten Flughandbuch verwenden irgendein indirektes Maß der Kraft zwischen der Scannenspitze und der Oberfläche, um das Bild zu produzieren. Dieses wird normalerweise durch ein Maß der freitragenden Ablenkung erzielt. Die verschiedenen Arten des Atomkraftmikroskops umfassen Kontakt Flughandbuch, berührungsfreies Flughandbuch und zeitweiliges Kontakt Flughandbuch. Einige Betrachtungen stellen fest, welche Art der Atomkraftmikroskopie für eine bestimmte Anwendung, einschließlich die Empfindlichkeit des Materials und die Größe der gescannt zu werden am besten ist Probe.

Es gibt einige Veränderungen auf den grundlegenden Arten der Atomkraftmikroskopie. Mikroskopie der seitlichen Kraft (LFM) misst die verdrehende Kraft auf der Scannenspitze, die für das Diagramm der Oberflächenfriktion nützlich ist. Scannenkapazitanzmikroskopie wird verwendet, um die Kapazitanz der Probe beim ein Flughandbuch-topographisches Bild gleichzeitig produzieren zu messen. Leitende Atomkraftmikroskope (C-AFM) verwenden leitendes umkippen viel, wie STM tut und so produzieren ein Flughandbuch-topographisches Bild und ein Diagramm des elektrischen Stroms. Kraftmodulationsmikroskopie (FMM) wird verwendet, um die elastischen Eigenschaften eines Materials zu messen.

Andere Scannenprüfspitzen-Mikroskoptechniken existieren auch, um Eigenschaften anders als die dreidimensionale Oberfläche zu messen. Mikroskope der elektrostatischen Kraft (EFM) werden benutzt, um die elektrische Gebühr auf einer Oberfläche zu messen. Diese werden manchmal verwendet, um Mikroprozessorspäne zu prüfen. Scannende thermische Mikroskopie (SThM) sammelt Daten bezüglich der Wärmeleitfähigkeit sowie das Diagramm der Topographie der Oberfläche. Mikroskope der magnetischen Kraft (MFM) messen das Magnetfeld auf der Oberfläche zusammen mit der Topographie.