Taramalı Prob Mikroskoplarının Prensipleri ve Yapısı
Taramalı prob mikroskobunun temel çalışma prensibi, prob ile numune yüzeyindeki atomik moleküller arasındaki etkileşimlerden yani prob ve numune yüzeyi nano ölçeğe yaklaştığında çeşitli etkileşimlerin oluşturduğu fiziksel alanlardan faydalanmak ve karşılık gelen fiziksel büyüklükleri tespit ederek numunenin yüzey morfolojisini elde etmektir. Taramalı prob mikroskobu beş bölümden oluşur: prob, tarayıcı, yer değiştirme sensörü, kontrolör, algılama sistemi ve görüntüleme sistemi.
Kontrolör, prob ile numune arasındaki mesafeyi (veya etkileşimin fiziksel miktarını) sabit bir değerde sabitlemek amacıyla numuneyi dikey yönde hareket ettirmek için bir tarayıcı kullanır; Eş zamanlı olarak numuneyi x-y yatay düzleminde hareket ettirin, böylece prob numunenin yüzeyini tarama yolu boyunca tarar. Taramalı prob mikroskobu, tespit sistemindeki prob ile numune arasındaki etkileşimin ilgili fiziksel miktar sinyallerini tespit ederken, prob ile numune arasında sabit bir mesafeyi korur; Fiziksel büyüklüklerin kararlı etkileşimi durumunda, prob ile numune arasındaki mesafe, dikey yönde bir yer değiştirme sensörü tarafından tespit edilir. Görüntüleme sistemi, algılama sinyaline (veya prob ile numune arasındaki mesafeye) bağlı olarak numunenin yüzeyinde görüntü işleme gerçekleştirir.
Taramalı prob mikroskopları, kullanılan problar ile numune arasındaki farklı fiziksel etkileşim alanlarına bağlı olarak farklı mikroskop serilerine ayrılır. Taramalı tünelleme mikroskobu (STM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM), yaygın olarak kullanılan iki taramalı prob mikroskobu türüdür. Taramalı tünelleme mikroskobu, prob ile test edilen numune arasındaki tünelleme akımının büyüklüğünü ölçerek numunenin yüzey yapısını tespit eder. Atomik kuvvet mikroskobu, numunenin yüzeyini tespit etmek amacıyla iğne ucu ile numune (çekici veya itici olabilir) arasındaki etkileşim kuvvetinin neden olduğu mikro konsol deformasyonunu tespit etmek için bir fotoelektrik yer değiştirme sensörü kullanır.
