كيف يعمل المجهر الإلكتروني الماسح النفقي
طريقة العمل
على الرغم من اختلاف تكوينات مسح المجاهر الإلكترونية عبر الأنفاق ، إلا أنها تشتمل جميعها على الأجزاء الثلاثة الرئيسية التالية: نظام ميكانيكي (جسم مرآة) يدفع المسبار للتحرك ثلاثي الأبعاد بالنسبة لسطح العينة الموصلة ، ويستخدم للتحكم ومراقبة المسبار. النظام الإلكتروني للمسافة من العينة ونظام العرض لتحويل البيانات المقاسة إلى صور. لديها وضعان للعمل: الوضع الحالي الثابت والوضع العالي الثابت.
الوضع الحالي المستمر
يتم التحكم في تيار النفق والحفاظ عليه ثابتًا عن طريق دائرة التغذية الراجعة الإلكترونية. ثم يتحكم نظام الكمبيوتر في طرف الإبرة للمسح على سطح العينة ، أي لجعل طرف الإبرة يتحرك بشكل ثنائي الأبعاد على طول الاتجاهين x و y. نظرًا لأنه يجب التحكم في تيار النفق ليكون ثابتًا ، فإن الارتفاع الموضعي بين طرف الإبرة وسطح العينة سيظل ثابتًا أيضًا ، وبالتالي فإن طرف الإبرة سيؤدي نفس الحركة المتموجة مع صعود وهبوط سطح العينة ، و ستنعكس معلومات الارتفاع وفقًا لذلك. يخرج. وهذا يعني أن المجهر الإلكتروني الماسح النفقي يحصل على المعلومات ثلاثية الأبعاد لسطح العينة. تحصل طريقة العمل هذه على معلومات صورة شاملة وصور مجهرية عالية الجودة وتستخدم على نطاق واسع.
وضع الارتفاع الثابت
الحفاظ على الارتفاع المطلق لطرف الإبرة ثابتًا أثناء عملية مسح العينة ؛ ثم ستتغير المسافة المحلية بين طرف الإبرة وسطح العينة ، وسأغير حجم تيار النفق أيضًا وفقًا لذلك ؛ سيتم تسجيل تغيير تيار النفق بواسطة الكمبيوتر وتحويله إلى صورة. تظهر الإشارة ، ويتم الحصول على صورة مجهرية بالمجهر الإلكتروني. طريقة العمل هذه مناسبة فقط للعينات ذات الأسطح المستوية نسبيًا والمكونات الفردية.
مبدأ
يعد مجهر المسح النفقي نوعًا جديدًا من الأجهزة المجهرية لتمييز شكل سطح المواد الصلبة عن طريق الكشف عن تيار الإلكترونات النفقي في الذرات على السطح الصلب وفقًا لمبدأ التأثير النفقي في ميكانيكا الكم.
نظرًا للتأثير النفقي للإلكترونات ، فإن الإلكترونات الموجودة في المعدن ليست محصورة تمامًا داخل حدود السطح ، أي أن كثافة الإلكترونات لا تنخفض فجأة إلى الصفر عند حدود السطح ، ولكنها تتحلل بشكل كبير خارج السطح ؛ يبلغ طول الاضمحلال حوالي 1 نانومتر ، وهو مقياس للحاجز السطحي لهروب الإلكترونات. إذا كان معدنان قريبين جدًا من بعضهما البعض ، فقد تتداخل سحب الإلكترون الخاصة بهما ؛ إذا تم تطبيق جهد صغير بين المعدنين ، فيمكن ملاحظة تيار كهربائي (يسمى تيار نفق) بينهما.
