مبدأ وهيكل مجاهر مسبار المسح
المجهر المسبار الماسح هو مصطلح عام لمختلف المجاهر التحقيقية الجديدة (مجهر القوة الذرية، مجهر القوة الكهروستاتيكية، مجهر القوة المغناطيسية، مجهر التوصيل الأيوني الماسح، المجهر الكهروكيميائي الماسح، إلخ) التي تم تطويرها على أساس المجهر النفقي الماسح. إنها أداة تحليل سطحي تم تطويرها دوليًا في السنوات الأخيرة.
مبدأ وهيكل المجهر مسبار المسح
مبدأ العمل الأساسي لمجهر مسبار المسح هو الاستفادة من التفاعلات بين المسبار والجزيئات الذرية على سطح العينة، أي المجالات الفيزيائية التي تشكلها التفاعلات المختلفة عندما يقترب المسبار وسطح العينة من المقياس النانوي، والحصول على مورفولوجيا سطح العينة عن طريق الكشف عن الكميات الفيزيائية المقابلة. يتكون مجهر المسبار الماسح من خمسة أجزاء: المسبار، الماسح الضوئي، مستشعر الإزاحة، جهاز التحكم، نظام الكشف، ونظام التصوير.
تستخدم وحدة التحكم ماسحًا ضوئيًا لتحريك العينة في اتجاه رأسي لتثبيت المسافة (أو الكمية المادية للتفاعل) بين المسبار والعينة عند قيمة ثابتة؛ قم بتحريك العينة في نفس الوقت في المستوى الأفقي x-y بحيث يقوم المسبار بمسح سطح العينة على طول مسار المسح. يكتشف مجهر مسبار المسح إشارات الكمية الفيزيائية ذات الصلة للتفاعل بين المسبار والعينة في نظام الكشف، مع الحفاظ على مسافة ثابتة بين المسبار والعينة؛ في حالة التفاعل المستقر للكميات الفيزيائية، يتم الكشف عن المسافة بين المسبار والعينة بواسطة حساس الإزاحة في الاتجاه الرأسي. يقوم نظام التصوير بمعالجة الصور على سطح العينة بناءً على إشارة الكشف (أو المسافة بين المسبار والعينة).
تنقسم مجاهر مسبار المسح إلى سلسلة مختلفة من المجاهر بناءً على المجالات الفيزيائية المختلفة للتفاعل بين المجسات المستخدمة والعينة. يعد مجهر المسح النفقي (STM) ومجهر القوة الذرية (AFM) نوعين شائعين الاستخدام من مجاهر مسبار المسح. يكتشف مجهر المسح النفقي البنية السطحية للعينة عن طريق قياس حجم تيار النفق بين المسبار والعينة التي يتم اختبارها. يستخدم مجهر القوة الذرية مستشعر الإزاحة الكهروضوئية للكشف عن التشوه الكابولي الصغير الناجم عن قوة التفاعل بين طرف الإبرة والعينة (والتي قد تكون جذابة أو مثيرة للاشمئزاز) للكشف عن سطح العينة.
