pengenalan

Pada masa ini, bidang saintifik dan teknikal sedang pesat membangun - nanoteknologi, meliputi pelbagai jenis penyelidikan asas dan gunaan. Ini adalah teknologi asas baharu yang mampu menyelesaikan masalah dalam pelbagai bidang seperti komunikasi, bioteknologi, mikroelektronik dan tenaga. Hari ini, lebih seratus syarikat muda sedang membangunkan produk nanoteknologi yang akan memasuki pasaran dalam tempoh dua hingga tiga tahun akan datang.

Nanoteknologi akan menjadi teknologi terkemuka pada abad ke-21 dan akan menyumbang kepada pembangunan ekonomi dan sfera sosial masyarakat, ia boleh menjadi prasyarat untuk revolusi perindustrian baharu. Dalam dua ratus tahun sebelumnya, kemajuan dalam Revolusi Perindustrian telah dicapai dengan kos kira-kira 80% daripada sumber Bumi. Nanoteknologi akan mengurangkan penggunaan sumber dengan ketara dan tidak akan memberi tekanan kepada alam sekitar, ia akan memainkan peranan utama dalam kehidupan manusia, sebagai contoh, komputer telah menjadi sebahagian daripada kehidupan manusia.

Kemajuan dalam nanoteknologi telah dirangsang oleh pembangunan kaedah penyelidikan eksperimen, yang paling bermaklumat adalah kaedah pengimbasan mikroskop probe, ciptaan dan terutamanya penyebaran yang dunia berhutang kepada pemenang Hadiah Nobel 1986 - Profesor Heinrich Rohrer dan Dr. Gerd Binnig .

Dunia terpesona dengan penemuan kaedah mudah untuk menggambarkan atom, dan juga dengan kemungkinan memanipulasinya. Banyak kumpulan penyelidikan mula mereka bentuk peranti buatan sendiri dan bereksperimen ke arah ini. Akibatnya, beberapa skema instrumen mudah dilahirkan, pelbagai kaedah untuk menggambarkan hasil interaksi permukaan probe telah dicadangkan, seperti: mikroskopi daya sisi, mikroskop daya magnet, mikroskop pendaftaran magnet, elektrostatik dan elektromagnet. interaksi. Kaedah mikroskop optik medan dekat telah dibangunkan secara intensif. Kaedah tindakan terarah dan terkawal dalam sistem permukaan probe telah dibangunkan, contohnya, nanolitografi - perubahan berlaku pada permukaan di bawah pengaruh elektrik, pengaruh magnet, ubah bentuk plastik, cahaya dalam sistem permukaan probe. Teknologi dicipta untuk penghasilan probe dengan parameter geometri yang ditentukan, dengan salutan dan struktur khas untuk menggambarkan pelbagai sifat permukaan.

Mengimbas mikroskopi probe (SPM) adalah salah satu kaedah moden yang paling berkuasa untuk mengkaji morfologi dan sifat tempatan permukaan pepejal dengan resolusi spatial yang tinggi. Sepanjang 10 tahun yang lalu, mikroskop probe pengimbasan telah berkembang daripada teknik eksotik yang hanya tersedia untuk kumpulan penyelidikan yang terhad kepada alat yang meluas dan berjaya untuk mengkaji sifat permukaan. Pada masa ini, boleh dikatakan tiada penyelidikan dalam bidang fizik permukaan dan teknologi filem nipis yang lengkap tanpa menggunakan kaedah SPM. Perkembangan mikroskopi probe pengimbasan juga berfungsi sebagai asas untuk pembangunan kaedah baru dalam nanoteknologi - teknologi mencipta struktur pada skala nanometer.

1. Latar belakang sejarah

Untuk memerhati objek kecil, orang Belanda Anthony van Leeuwenhoek mencipta mikroskop pada abad ke-17, menemui dunia mikrob. Mikroskopnya tidak sempurna dan menunjukkan pembesaran antara 150 hingga 300 kali. Tetapi pengikutnya menambah baik peranti optik ini, meletakkan asas bagi banyak penemuan dalam biologi, geologi, fizik. Walau bagaimanapun, pada penghujung abad ke-19 (1872), pakar optik Jerman Ernst Karl Abbe menunjukkan bahawa, disebabkan pembelauan cahaya, resolusi mikroskop (iaitu jarak minimum antara objek apabila mereka belum bergabung menjadi satu imej) dihadkan oleh panjang gelombang cahaya (0.4 - 0.8 μm). Oleh itu, dia menyelamatkan banyak usaha pakar optik yang cuba membuat mikroskop yang lebih maju, tetapi ahli biologi dan ahli geologi kecewa, yang telah kehilangan harapan untuk mendapatkan instrumen dengan pembesaran melebihi 1500x.

Sejarah penciptaan mikroskop elektron adalah contoh yang menarik tentang bagaimana secara bebas membangunkan bidang sains dan teknologi, dengan bertukar maklumat yang diterima dan menggabungkan usaha, mencipta alat baharu yang berkuasa untuk penyelidikan saintifik. Kemuncak fizik klasik ialah teori medan elektromagnet, yang menjelaskan perambatan cahaya, penampilan medan elektrik dan magnet, pergerakan zarah bercas dalam medan ini sebagai perambatan gelombang elektromagnet. Optik gelombang menjelaskan fenomena pembelauan, mekanisme pengimejan, dan permainan faktor yang menentukan resolusi dalam mikroskop cahaya. Kami berhutang kejayaan kami dalam bidang fizik teori dan eksperimen kepada penemuan elektron dengan sifat khususnya. Laluan pembangunan yang berasingan dan kelihatan bebas ini membawa kepada penciptaan asas optik elektronik, salah satu aplikasi yang paling penting ialah ciptaan EM pada tahun 1930-an. Kiasan langsung kepada kemungkinan sedemikian boleh dianggap sebagai hipotesis sifat gelombang elektron, yang dikemukakan pada tahun 1924 oleh Louis de Broglie dan disahkan secara eksperimen pada tahun 1927 oleh K. Davisson dan L. Jermer di Amerika Syarikat dan J. Thomson di England . Oleh itu, analogi telah dicadangkan yang memungkinkan untuk membina EM mengikut undang-undang optik gelombang. H. Bush mendapati bahawa medan elektrik dan magnet boleh digunakan untuk membentuk imej elektronik. Dalam dua dekad pertama abad ke-20. prasyarat teknikal yang diperlukan juga diwujudkan. Makmal industri yang bekerja pada osiloskop sinar katod memberikan teknologi vakum, sumber voltan tinggi dan arus yang stabil, pemancar elektron yang baik.

Pada tahun 1931 R. Rudenberg memfailkan permohonan paten untuk mikroskop elektron penghantaran, dan pada tahun 1932 M. Knoll dan E. Ruska membina mikroskop pertama sedemikian, menggunakan kanta magnet untuk memfokuskan elektron. Instrumen ini adalah pendahulu kepada mikroskop elektron penghantaran optik moden (OPEM). (Ruska telah diberi ganjaran untuk kerja kerasnya dengan menjadi pemenang Hadiah Nobel dalam fizik untuk tahun 1986.) Pada tahun 1938 Ruska dan B. von Borris membina prototaip OPEM perindustrian untuk Siemens-Halske di Jerman; peranti ini akhirnya membenarkan resolusi 100 nm dicapai. Beberapa tahun kemudian, A. Prebus dan J. Hiller membina OPEM resolusi tinggi pertama di Universiti Toronto (Kanada).

Kemungkinan luas OPEM menjadi jelas serta-merta. Pengeluaran perindustriannya dimulakan serentak oleh Siemens-Halske di Jerman dan RCA di Amerika Syarikat. Pada akhir 1940-an, syarikat lain mula mengeluarkan peranti sedemikian.

SEM dalam bentuk semasa telah dicipta pada tahun 1952 oleh Charles Otley. Benar, versi awal peranti sedemikian telah dibina oleh Knoll di Jerman pada tahun 1930-an dan Zworykin serta pekerja di syarikat RCA pada tahun 1940-an, tetapi hanya peranti Otley dapat berfungsi sebagai asas untuk beberapa penambahbaikan teknikal, yang memuncak pada pengenalan versi industri SEM ke dalam pengeluaran pada pertengahan 1960-an. Bulatan pengguna peranti yang agak mudah digunakan dengan imej tiga dimensi dan isyarat keluaran elektronik telah berkembang dengan kepantasan letupan. Pada masa ini, terdapat sedozen pengeluar industri SEM di tiga benua dan puluhan ribu peranti sedemikian digunakan di makmal di seluruh dunia. Pada tahun 1960-an, mikroskop ultra-voltan tinggi telah dibangunkan untuk kajian sampel yang lebih tebal. ke arah ini ialah G. Dupuy di Perancis , di mana peranti dengan voltan pecutan 3.5 juta volt telah mula beroperasi pada tahun 1970. RTM telah dicipta oleh G. Binnig dan G. Rohrer pada tahun 1979 di Zurich. Alat ini, sangat mudah dalam reka bentuk, menyediakan resolusi atom permukaan. untuk penciptaan RTM Binnig dan Rohrer (secara serentak dengan Ruska) menerima Hadiah Nobel.

Pada tahun 1986, Rohrer dan Binnig mencipta mikroskop probe pengimbasan. Sejak dicipta, STM telah digunakan secara meluas oleh saintis pelbagai kepakaran, meliputi hampir semua disiplin sains semula jadi, daripada penyelidikan asas dalam fizik, kimia, biologi, dan kepada aplikasi teknologi tertentu. Prinsip STM adalah sangat mudah, dan potensinya sangat besar, sehingga mustahil untuk meramalkan kesannya terhadap sains dan teknologi, walaupun dalam masa terdekat.

Seperti yang ternyata kemudian, secara praktikal sebarang interaksi probe hujung dengan permukaan (mekanikal, magnetik) boleh diubah dengan bantuan instrumen dan program komputer yang sesuai menjadi imej permukaan.

Pemasangan mikroskop probe pengimbasan terdiri daripada beberapa blok berfungsi yang ditunjukkan dalam Rajah. 1. Ini ialah, pertama sekali, mikroskop itu sendiri dengan piezomanipulator untuk mengawal probe, penukar arus-ke-voltan terowong dan motor loncatan untuk membekalkan sampel; blok penukar analog-ke-digital dan digital-ke-analog dan penguat voltan tinggi; unit kawalan motor stepper; papan dengan pemproses isyarat yang mengira isyarat maklum balas; komputer yang mengumpul maklumat dan menyediakan antara muka dengan pengguna. Dari segi struktur, blok DAC dan ADC dipasang dalam perumah yang sama dengan unit kawalan motor stepper. Papan ADSP 2171 dengan DSP (Pemproses Isyarat Digital) daripada Peranti Analog dipasang dalam slot pengembangan ISA komputer peribadi.

Pandangan umum sistem mekanikal mikroskop ditunjukkan dalam Rajah. 2. Sistem mekanikal termasuk tapak dengan piezomanipulator dan sistem suapan sampel licin pada motor stepper dengan kotak gear dan dua kepala pengukur boleh tanggal untuk mengimbas mod terowong dan mikroskop daya atom. Mikroskop menyediakan resolusi atom yang konsisten pada permukaan ujian tradisional tanpa memerlukan penapis seismik dan akustik tambahan.

Penyelidikan pengimbas anjakan mikro piezoelektrik.

Tujuan kerja: kajian tentang prinsip fizikal dan teknikal menyediakan anjakan mikro objek dalam mikroskop probe pengimbasan, dilaksanakan menggunakan pengimbas piezoelektrik

pengenalan

Scanning probe microscopy (SPM) adalah salah satu kaedah moden yang paling berkuasa untuk mengkaji sifat permukaan pepejal. Pada masa ini, boleh dikatakan tiada penyelidikan dalam bidang fizik permukaan dan mikroteknologi yang lengkap tanpa menggunakan kaedah SPM.

Prinsip pengimbasan mikroskopi probe boleh digunakan sebagai asas asas untuk pembangunan teknologi untuk mencipta struktur keadaan pepejal skala nano (1 nm = 10 A). Buat pertama kalinya dalam amalan teknologi mencipta objek buatan manusia, persoalan penggunaan prinsip pemasangan atom dalam pembuatan produk perindustrian sedang dibangkitkan. Pendekatan ini membuka prospek untuk pelaksanaan peranti yang mengandungi bilangan atom individu yang sangat terhad.

Mikroskop terowong pengimbasan (STM), yang pertama daripada keluarga mikroskop probe, telah dicipta pada tahun 1981 oleh saintis Switzerland G. Binnig dan G. Rohrer. Dalam karya mereka, mereka menunjukkan bahawa ini adalah cara yang agak mudah dan sangat berkesan untuk mengkaji permukaan dengan resolusi spatial tinggi sehingga susunan atom. Teknik ini menerima pengiktirafan sebenar selepas visualisasi struktur atom permukaan beberapa bahan dan, khususnya, permukaan silikon yang dibina semula. Pada tahun 1986, untuk penciptaan mikroskop terowong, G. Binnig dan G. Poper telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik. Mengikuti mikroskop terowong, mikroskop daya atom (AFM), mikroskop daya magnet (MSM), mikroskop daya elektrik (EFM), mikroskop optik medan dekat (BOM) dan banyak peranti lain dengan prinsip operasi yang serupa dan dipanggil. mengimbas mikroskop probe.

1. Prinsip am pengimbasan mikroskop probe

Dalam mikroskop probe pengimbasan, kajian kelegaan mikro dan sifat tempatan permukaan dijalankan menggunakan kuar jenis jarum yang disediakan khas. Jejari kelengkungan bahagian kerja probe tersebut (titik) adalah kira-kira sepuluh nanometer dalam saiz. Jarak ciri antara probe dan permukaan sampel dalam mikroskop probe mengikut magnitud ialah 0.1 - 10 nm.

Operasi mikroskop probe adalah berdasarkan pelbagai jenis interaksi fizikal probe dengan atom pada permukaan sampel. Oleh itu, operasi mikroskop terowong adalah berdasarkan fenomena aliran arus terowong antara jarum logam dan sampel pengalir; jenis interaksi daya yang berbeza mendasari operasi daya atom, daya magnet dan mikroskop daya elektrik.

Mari kita pertimbangkan ciri umum yang wujud dalam pelbagai mikroskop probe. Biarkan interaksi probe dengan permukaan dicirikan oleh beberapa parameter R... Jika terdapat pergantungan yang cukup tajam dan satu sama satu parameter R dari probe jarak - sampel P = P (z), maka parameter ini boleh digunakan untuk mengatur sistem maklum balas (OS) yang mengawal jarak antara probe dan sampel. Dalam rajah. 1 secara skematik menunjukkan prinsip umum mengatur maklum balas mikroskop probe pengimbasan.

nasi. 1. Gambar rajah sistem maklum balas mikroskop probe

Sistem maklum balas mengekalkan nilai parameter R tetap sama dengan nilai Ro ditetapkan oleh operator. Jika probe - jarak permukaan berubah (contohnya, meningkat), maka parameter berubah (bertambah) R... Dalam sistem OS, isyarat perbezaan dijana berkadar dengan nilai. P= P - Po, yang dikuatkan kepada nilai yang dikehendaki dan disuapkan kepada penggerak IE. Penggerak memproses isyarat perbezaan ini dengan mendekatkan probe ke permukaan atau mengalihkannya sehingga isyarat perbezaan menjadi sama dengan sifar. Dengan cara ini, jarak siasatan-ke-sampel boleh dikekalkan dengan ketepatan yang tinggi. Dalam mikroskop probe sedia ada, ketepatan mengekalkan jarak permukaan probe mencapai ~ 0.01 Å. Apabila probe bergerak di sepanjang permukaan sampel, parameter interaksi berubah R kerana kelegaan permukaan. Sistem OS memproses perubahan ini, supaya apabila probe bergerak dalam satah X, Y, isyarat pada penggerak adalah berkadar dengan pelepasan permukaan.

Untuk mendapatkan imej SPM, satu proses pengimbasan sampel yang dianjurkan khas dijalankan. Apabila mengimbas, probe mula-mula bergerak ke atas sampel sepanjang garis tertentu (imbasan garis), manakala nilai isyarat pada penggerak, berkadar dengan pelepasan permukaan, direkodkan dalam memori komputer. Kemudian kuar kembali ke titik permulaan dan pergi ke baris imbasan seterusnya (imbasan bingkai), dan proses diulang semula. Isyarat maklum balas yang direkodkan dengan cara ini semasa pengimbasan diproses oleh komputer, dan kemudian imej SPM pelepasan permukaan Z = f (x, y) dibina dengan bantuan grafik komputer. Bersama-sama dengan kajian pelepasan permukaan, mikroskop probe membolehkan mengkaji pelbagai sifat permukaan: mekanikal, elektrik, magnet, optik, dan lain-lain lagi.

Kelas mikroskop untuk pengimejan permukaan dan ciri setempatnya. Proses pengimejan adalah berdasarkan mengimbas permukaan dengan probe. Secara umum, ia membolehkan anda mendapatkan imej 3 dimensi permukaan (topografi) dengan resolusi tinggi.

Mikroskop probe pengimbasan moden telah dicipta oleh Gerd Karl Binnig dan Heinrich Rohrer pada tahun 1981. Untuk ciptaan ini pada tahun 1986 mereka telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik.

Ciri tersendiri bagi semua mikroskop ialah probe mikroskopik, yang menyentuh permukaan yang dikaji, dan apabila imbasan bergerak ke atas kawasan tertentu permukaan saiz tertentu.

Hubungan siasatan kepada sampel membayangkan interaksi. Sifat interaksi menentukan sama ada peranti itu tergolong dalam jenis mikroskop probe. Maklumat permukaan diambil menggunakan sistem maklum balas atau dengan mengesan interaksi sampel probe.

Sistem merekodkan nilai fungsi bergantung pada jarak sampel probe.

Jenis-jenis mikroskop probe pengimbasan.

Mengimbas mikroskop daya atom

Mengimbas mikroskop terowong

Mikroskop optik medan dekat

Mengimbas mikroskop terowong

Salah satu varian mikroskop pengimbasan yang direka untuk menukar kelegaan sistem pengalir dengan resolusi spatial tinggi.

Prinsip operasi adalah berdasarkan laluan elektron melalui halangan berpotensi akibat pemecahan litar elektrik - jurang kecil antara mikroskop probe dan permukaan sampel. Jarum logam tajam dibawa ke sampel pada jarak beberapa angstrom. Apabila potensi kecil digunakan pada hujung, arus terowong timbul, nilainya secara eksponen bergantung pada jarak antara sampel dan hujung. Pada jarak sampel 1angstremma - jarum, nilai semasa berkisar antara 1 hingga 100 pA.

Apabila mengimbas sampel, jarum bergerak di sepanjang permukaannya, arus terowong dikekalkan kerana tindakan maklum balas. Bacaan sistem diubah oleh topografi permukaan. Perubahan pada permukaan direkodkan dan peta ketinggian dibina atas dasar ini.

Kaedah lain melibatkan menggerakkan jarum pada ketinggian tetap di atas permukaan sampel. Dalam kes ini, magnitud arus terowong berubah dan, berdasarkan perubahan ini, topografi permukaan dibina.

Rajah 1. Skema operasi mikroskop terowong pengimbasan.

Mikroskop terowong pengimbasan termasuk:

Probe (jarum)

Sistem pergerakan zon mengikut koordinat

Sistem pendaftaran

Sistem rakaman membetulkan nilai fungsi, bergantung pada nilai arus antara jarum dan sampel, atau pergerakan sepanjang paksi Z. Nilai yang direkodkan diproses oleh sistem maklum balas, mengawal kedudukan sampel atau kuar sepanjang paksi koordinat. pid - pengawal selia (berkadar - kamiran - pengawal selia pembezaan) digunakan sebagai maklum balas.

Had:

Keadaan kekonduksian sampel (rintangan permukaan hendaklah tidak lebih daripada 20 MΩ / cm²).

Kedalaman alur mestilah kurang daripada lebarnya, jika tidak akan ada terowong dari permukaan sisi.

MIKROSKOP PROB MENGIMBAS: JENIS DAN PRINSIP OPERASI

Kuvaitsev Alexander Vyacheslavovich
Institut Kejuruteraan dan Teknologi Dimitrovgrad, Cawangan Universiti Nuklear Penyelidikan Kebangsaan "MEPhI"
pelajar

anotasi
Artikel ini menerangkan cara mikroskop probe berfungsi. Ini adalah teknologi asas baharu yang mampu menyelesaikan masalah dalam pelbagai bidang seperti komunikasi, bioteknologi, mikroelektronik dan tenaga. Nanoteknologi dalam mikroskopi akan mengurangkan penggunaan sumber dengan ketara dan tidak akan memberi tekanan kepada alam sekitar, mereka akan memainkan peranan utama dalam kehidupan manusia, sebagai contoh, komputer telah menjadi sebahagian daripada kehidupan manusia.

MIKROSKOPI PROB MENGIMBAS: JENIS DAN PRINSIP OPERASI

Kuvaytsev Aleksandr Vyacheslavovich
Institut Kejuruteraan dan Teknologi Dimitrovgrad Universiti Nuklear Penyelidikan Kebangsaan MEPHI
pelajar

abstrak
Artikel ini menerangkan prinsip mikroskop probe. Ia adalah teknologi baharu yang boleh menyelesaikan masalah dalam pelbagai bidang seperti komunikasi, bioteknologi, mikroelektronik dan tenaga. Nanoteknologi dalam mikroskopi akan mengurangkan penggunaan sumber dengan ketara dan tidak memberi tekanan kepada alam sekitar, mereka akan memainkan peranan utama dalam kehidupan manusia, sebagai contoh, komputer telah menjadi sebahagian daripada kehidupan manusia.

Pada abad ke-21, nanoteknologi semakin popular, yang menembusi semua bidang kehidupan kita, tetapi tidak akan ada kemajuan di dalamnya tanpa kaedah penyelidikan eksperimen yang baru, salah satu yang paling bermaklumat ialah kaedah mengimbas mikroskop probe, yang telah dicipta dan disebarkan oleh pemenang Nobel 1986 - Profesor Heinrich Rohrer dan Dr. Gerd Binnig.

Dunia telah mengalami revolusi sebenar dengan kemunculan kaedah untuk menggambarkan atom. Kumpulan peminat mula muncul, membina peranti mereka sendiri. Hasilnya, beberapa penyelesaian yang berjaya diperolehi untuk menggambarkan hasil interaksi probe dengan permukaan. Teknologi untuk pengeluaran probe dengan parameter yang diperlukan telah dibangunkan.

Jadi apakah mikroskop probe? Pertama sekali, ia adalah kuar itu sendiri, yang memeriksa permukaan sampel; sistem untuk menggerakkan kuar berbanding sampel dalam perwakilan dua dimensi atau tiga dimensi juga diperlukan (bergerak sepanjang koordinat XY atau XYZ) . Semua ini dilengkapi dengan sistem rakaman yang merekodkan nilai fungsi yang bergantung pada jarak dari probe ke sampel. Sistem pendaftaran membetulkan dan menyimpan nilai di sepanjang salah satu koordinat.

Jenis utama mikroskop probe pengimbasan boleh dibahagikan kepada 3 kumpulan:

1. Mikroskop terowong mengimbas - direka untuk mengukur kelegaan permukaan pengalir dengan resolusi spatial tinggi.
   Dalam STM, jarum logam tajam disalurkan ke atas sampel pada jarak yang sangat dekat. Apabila arus kecil dikenakan pada jarum, arus terowong timbul di antaranya dan sampel, yang magnitudnya direkodkan oleh sistem rakaman. Jarum disalurkan ke seluruh permukaan sampel dan merekodkan sedikit perubahan dalam arus terowong, kerana peta pelepasan permukaan sampel dilukis. STM adalah yang pertama dari kelas mikroskop probe pengimbasan, selebihnya dibangunkan kemudian.
2. Mengimbas Mikroskop Daya Atom - digunakan untuk membina struktur permukaan sampel dengan resolusi sehingga atom. Tidak seperti STM, mikroskop ini boleh digunakan untuk mengkaji kedua-dua permukaan konduktif dan bukan konduktif. Oleh kerana keupayaan bukan sahaja untuk mengimbas tetapi juga untuk memanipulasi atom, ia dipanggil kuasa.
3. Mikroskop optik medan dekat ialah mikroskop optik "maju" yang memberikan resolusi yang lebih baik daripada mikroskop optik konvensional. Peningkatan dalam resolusi BOM dicapai dengan menangkap cahaya dari objek yang dikaji pada jarak yang lebih pendek daripada panjang gelombang. Jika probe mikroskop dilengkapi dengan peranti untuk mengimbas medan spatial, maka mikroskop sedemikian dipanggil mikroskop medan dekat optik pengimbasan. Mikroskop ini membolehkan anda mendapatkan imej permukaan dengan resolusi yang sangat tinggi.

Imej (Rajah 1) menunjukkan operasi termudah bagi mikroskop probe.

Rajah 1. - Skim operasi mikroskop probe

Kerjanya adalah berdasarkan interaksi permukaan sampel dengan probe, ia boleh menjadi cantilever, jarum atau probe optik. Dengan jarak yang kecil antara probe dan objek penyiasatan, tindakan daya interaksi, seperti penolakan, tarikan, dll., dan manifestasi kesan, seperti terowong elektron, boleh direkodkan menggunakan cara pendaftaran. Untuk mengesan daya ini, penderia yang sangat sensitif digunakan yang boleh mengambil sedikit perubahan. Piezotubes atau pengimbas selari satah digunakan sebagai sistem pengimbasan koordinat untuk mendapatkan imej raster.

Kesukaran teknikal utama dalam mencipta mikroskop probe pengimbasan termasuk:

1. Memastikan integriti mekanikal
2. Pengesan harus mempunyai sensitiviti maksimum
3. Hujung kuar hendaklah sekecil mungkin.
4. Penciptaan sistem reamer
5. Memastikan Probe Lancar

Hampir selalu, imej yang diperoleh dengan mikroskop probe pengimbasan sukar untuk dihuraikan kerana herotan dalam mendapatkan keputusan. Sebagai peraturan, pemprosesan matematik tambahan diperlukan. Untuk ini, perisian khusus digunakan.

Pada masa ini, probe pengimbasan dan mikroskop elektron digunakan sebagai kaedah penyelidikan pelengkap kerana beberapa ciri fizikal dan teknikal. Sejak beberapa tahun lalu, penggunaan mikroskop probe telah memungkinkan untuk mendapatkan penyelidikan saintifik yang unik dalam bidang fizik, kimia dan biologi. Mikroskop pertama hanyalah instrumen - penunjuk yang membantu dalam penyelidikan, dan sampel moden ialah stesen kerja lengkap yang merangkumi sehingga 50 kaedah penyelidikan yang berbeza.

Tugas utama teknologi canggih ini adalah untuk mendapatkan hasil saintifik, tetapi aplikasi keupayaan peranti ini dalam amalan memerlukan kelayakan tinggi daripada pakar.