Αρχή και δομή μικροσκοπίου ανιχνευτή σάρωσης
Η βασική αρχή λειτουργίας του μικροσκοπίου ανιχνευτή σάρωσης είναι να χρησιμοποιεί την αλληλεπίδραση μεταξύ του ανιχνευτή και των ατόμων και μορίων της επιφάνειας του δείγματος, δηλαδή όταν ο ανιχνευτής και η επιφάνεια του δείγματος πλησιάζουν στην κλίμακα νανομέτρων όταν σχηματίζεται μια ποικιλία φυσικών πεδίων που αλληλεπιδρούν, μέσω της ανίχνευσης των αντίστοιχων φυσικών μεγεθών και να ληφθεί η τοπογραφία της επιφάνειας του δείγματος. Το μικροσκόπιο ανιχνευτή σάρωσης αποτελείται από 5 μέρη: ανιχνευτής, σαρωτής, αισθητήρας μετατόπισης, ελεγκτής, σύστημα ανίχνευσης και σύστημα εικόνας.
Ελεγκτής μέσω του σαρωτή κατακόρυφα από την κατεύθυνση κίνησης του δείγματος προκειμένου να σταθεροποιηθεί η απόσταση μεταξύ του καθετήρα και του δείγματος (ή η φυσική ποσότητα αλληλεπίδρασης) σε μια σταθερή τιμή. ταυτόχρονα στο οριζόντιο επίπεδο xy για να μετακινήσετε το δείγμα, έτσι ώστε ο καθετήρας σύμφωνα με τη διαδρομή σάρωσης να σαρώσει την επιφάνεια του δείγματος. Μικροσκόπιο ανιχνευτή σάρωσης στην περίπτωση σταθεροποίησης της απόστασης μεταξύ του ανιχνευτή και του δείγματος, το σύστημα ανίχνευσης ανιχνεύει το σήμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ανιχνευτή και του δείγματος. Στην περίπτωση σταθεροποίησης της φυσικής ποσότητας της αλληλεπίδρασης, η απόσταση μεταξύ του καθετήρα και του δείγματος ανιχνεύεται από τον αισθητήρα μετατόπισης στην κατακόρυφη διεύθυνση. Το σύστημα εικόνας βασίζεται στο σήμα ανίχνευσης (ή στην απόσταση μεταξύ του καθετήρα και του δείγματος) στην επιφάνεια του δείγματος για απεικόνιση και άλλη επεξεργασία εικόνας.
Ανάλογα με το φυσικό πεδίο αλληλεπίδρασης μεταξύ του καθετήρα και του δείγματος, τα μικροσκόπια ανιχνευτή σάρωσης χωρίζονται σε διαφορετικές οικογένειες μικροσκοπίων. Δύο από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους τύπους μικροσκοπίων ανιχνευτή σάρωσης είναι τα μικροσκόπια σάρωσης σήραγγας (STM) και τα μικροσκόπια ατομικής δύναμης (AFM). Η μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας χρησιμοποιείται για την εξέταση της επιφανειακής δομής ενός δείγματος ανιχνεύοντας το μέγεθος του ρεύματος σήραγγας μεταξύ του καθετήρα και του υπό δοκιμή δείγματος. Το AFM ανιχνεύει την επιφάνεια του δείγματος ανιχνεύοντας την παραμόρφωση μικροπροβολέα που προκαλείται από τη δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ του άκρου του καθετήρα και του δείγματος (είτε ελκυστική είτε απωθητική) μέσω της χρήσης ενός αισθητήρα φωτοηλεκτρικής μετατόπισης.
