Bir mikroskobun görüntüleme prensibi diyagramı
Mikroskobik görüntüleme prensibi diyagramı
Göz merceğinin işlevinin büyütece eşdeğer olduğunu biliyorum, ancak büyüteç nesnenin aynı tarafında bir görüntü oluşturur ve mikroskoptaki objektif mercek nesneyi büyütür ve sonuçta mikroskobun içinde olması gereken bir görüntü ortaya çıkar. tüp. Göz merceğinin prensibi büyüteçle aynıysa, o zaman görüntüsü insan gözünün ters yönünde (nesnenin aynı tarafında) büyütülmemelidir. Peki ikincil büyütme görüntüsünü nasıl görüyoruz? Mikroskobun görüntüleme prensibi şekilde gösterilmiştir. Objektif merceğin odak uzaklığı daha kısa, göz merceğinin odak uzaklığı ise daha uzundur. Nesne, göz merceğinin odak noktası içinde (mercek tüpünün içinde) bulunan ters çevrilmiş bir gerçek görüntü A "B" oluşturmak için objektif mercekten geçer. Aynı zamanda göz merceğinin bir nesnesi olarak da kabul edilebilir ve göz merceğinden geçtikten sonra dik bir sanal görüntü haline gelir. Nesne görüntüsü aynı tarafta olmak üzere hala bir büyüteçle aynıdır.
STM’nin çalışma prensibi
STM, kuantum tünelleme etkisini kullanarak çalışır. Metal iğne ucu bir elektrot olarak kullanılırsa ve ölçülen katı numune başka bir elektrot olarak kullanılırsa, aralarındaki mesafe yaklaşık 1 nm olduğunda tünel etkisi oluşacak ve elektronlar uzaysal potansiyel bariyerinden bir elektrottan diğerine geçecektir. Bir akım oluşturmak için elektrot. Ve Ub: öngerilim gerilimi; k: Sabit, yaklaşık olarak 1'e eşit, Φ 1/2: Ortalama iş fonksiyonu, S: Mesafe.
Yukarıdaki denklemden, tünel akımının iğne ucu numuneleri arasındaki S aralığı ile negatif bir üstel ilişkiye sahip olduğu görülebilir. Mesafe değişikliklerine karşı çok hassastır. Bu nedenle, iğne ucu test edilen numunenin yüzeyinde düzlemsel bir tarama yaptığında, yüzeyde yalnızca atomik ölçekte dalgalanmalar olsa bile, tünel akımında çok önemli, hatta büyüklük sırasına yakın değişikliklere neden olacaktır. Bu sayede yüzeydeki atomik ölçekteki dalgalanma, aşağıdaki şeklin sağ tarafında gösterildiği gibi akımdaki değişiklikler ölçülerek yansıtılabilir. Sabit yükseklik modu (iğne ucu yüksekliğini sabit tutma) adı verilen STM'nin temel çalışma prensibi budur.
STM'nin şeklin sol tarafında gösterildiği gibi sabit akım modu adı verilen başka bir çalışma modu vardır. Bu noktada iğne tarama işlemi sırasında tünel akımı elektronik bir geri besleme döngüsü aracılığıyla sabit tutulur. Sabit bir akımı sürdürmek için iğne ucu, numune yüzeyinin dalgalanmasıyla birlikte yukarı ve aşağı hareket eder, böylece iğne ucunun yukarı ve aşağı hareketinin yörüngesi kaydedilir ve numune yüzeyinin morfolojisi sağlanır.
Sabit akım modu, STM için yaygın olarak kullanılan bir çalışma modudur; sabit yükseklik modu ise yalnızca küçük yüzey dalgalanmalarına sahip numunelerin görüntülenmesi için uygundur. İğne ucunun numune yüzeyine çok yakın olması nedeniyle numunenin yüzeyi önemli ölçüde dalgalandığında, sabit yükseklik modunda taramanın kullanılması, iğne ucunun numune yüzeyi ile kolayca çarpışmasına neden olarak iğne ucu ile numune arasında hasara yol açabilir. yüzey.
