Scanningprobemikroskopi: 5 vigtige begreber

Indhold: Scanningssonde-mikroskopi

Hvad er scanningsprobes mikroskopi?

Scanningssondemikroskopi eller SPM er en mikroskopiteknik, der producerer billeder ved at scanne prøven ved hjælp af en sonde, der er i stand til at måle små lokale forskelle i højden af ​​det specifikke prøvemateriale uden at blive påvirket af diffraktion. Disse mikroskoper er i stand til at udføre billeddannelse af flere interaktioner med prøven samtidigt.

Hvad er typerne af scanningssondemikroskoper?

Scanning probe mikroskop kan være af flere forskellige typer såsom:

AFM (atomkraftmikroskopi):

AFM (atomkraftmikroskopi) er en mikroskopiteknik med meget høj opløsning, hvor opløsningen har størrelsesordenen en brøkdel af et nanometer. AFM kan opdeles yderligere i-

Dynamisk kontakt atomkraftmikroskopi.

Aflytning af atomkraftmikroskopi.

Kontakt atomkraftmikroskopi.

Berøringsfri atomkraftmikroskopi.

CFM eller kemisk kraftmikroskopi.

KPFM eller Kelvin sonde kraftmikroskop.

MFM eller magnetisk kraftmikroskopi.

AFM-IR or Atomkraftmikroskopibaseret infrarød spektroskopi.

C-AFM eller ledende atomkraftmikroskopi.

EFM eller elektrostatisk kraftmikroskopi.

PFM eller Piezo respons kraftmikroskopi.

PTMS eller foto termisk mikro-spektroskopi / mikroskopi.

SVM eller Scanningsspændingsmikroskopi.

FMM eller Force-moduleringsmikroskopi.

SGM eller scanningsportmikroskopi.

scanning sonde mikroskopi
AFM-repræsentation. Billedkilde: anonym, Atomkraftmikroskop blokdiagram, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

STM (scanningstunnelmikroskop):

STM afbilder en prøve med en meget skarp ledende spids og i stand til at producere billedopløsning, der spænder mellem 0.1-0.01nm skala og yderligere opdelt i.

Scannende Hall-probe-mikroskopi eller SHPM.

Den spin-polariserede scanningstunnelmikroskopi eller SPSM.

Den ballistiske elektronemissionsmikroskopi eller BEEM.

Synchrotron røntgenscanning tunnelmikroskopi eller SXSTM.

Det elektrokemiske scanningstunnelmikroskop eller ECSTM.

Photon-scanningstunnelmikroskopi eller PSTM ,.

Scanningstunnelpotentiometri eller STP.

1024px Scanning Tunneling Microscope schematic.svg
STM (scanningstunnelmikroskop) diagrammatisk repræsentation. Billedkilde: Michael Schmid , Grzegorz PietrzakScanning Tunneling Microscope skematiskCC BY-SA 2.0 AT

SPE, Scanning Probe Electrochemistry:

SPE, Scanning Probe Electrochemistry er en mikroskopisk teknik specielt designet til at undersøge elektrokemisk opførsel af forskellige faste eller flydende prøver. SPE kan yderligere opdeles i:

Scanningen vibrerende elektrode teknik eller (SVET).

Scanning Kelvin-sonden eller (SVP).

Scanning af ionkonduktansmikroskopi eller (SICM).

Scanning elektrokemisk mikroskopi eller (SECM).

Sicm
SPE, Scanning Probe Elektrokemi diagrammatisk repræsentation. Billedkilde: Paul VenterSicm, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

NSOM | Optisk mikroskopi til scanning i nærområdet:

Optisk mikroskopi til nærfelt scanning (NSOM) eller scanning nærfelt optisk mikroskopi er en mikroskopisk teknik (SNOM), der er specielt designet til at undersøge nanostrukturer og nanoskala analyse.

NanoFTIR er en type NSOM-teknik, der er i stand til at bryde fjernopløsningsgrænsen ved at udnytte egenskaberne ved en evanescerende bølge.

1280px NSOM opsætning
NSOM-opsætning Billedkilde: Sgptch at Engelsk WikipediaNSOM-opsætning, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

Andre variationer af SPM er

Scanningen termo-ionisk mikroskopi (STIM).

Opladningsgradientmikroskopi (CGM).

Scanningsspredningsmodstandsmikroskopi (SSRM).

Scanningsmodstandssondemikroskopi (SRPM).

Scanningen enkelt-elektron transistormikroskopi (SSET).

Scanningen SQUID mikroskopi (SSM).

Hvad er typen af ​​probespids, der bruges til scanning af probemikroskopi?

Den anvendte type SPM-probespids er fuldstændig baseret på den type SPM, der anvendes, og kombinationen af ​​topografien af ​​prøven og formen af ​​spidsen genererer et SPM-billede. Nogle fælles karakteristika bemærkes dog i næsten alle SPM'er, og sonden skal have en ekstrem skarp apex, og mikroskopets opløsning defineres hovedsageligt af sondens spids. Skarpere prober giver bedre opløsning end stumpe prober, der afsluttes med et atom til billeddannelse i atomopløsning.

Til flere cantilever-afhængige, Scanning Probe Mikroskoper såsom AFM (atomic force microscopy) og MFM (magnetisk kraft mikroskopi), fabrikationen af ​​hele cantilever og integreret sonde udført ved ætseprocessen med siliciumnitrid og STM (scanning tunneling microscope) og SCM (scanning capacitance microscope) kræver ledende prober, der typisk er bygget af platin/iridium-tråd og forskellige materialer som guld er bruges lejlighedsvis af prøverelaterede årsager, eller når SPM'en skal fusioneres med andre eksperimenter såsom TERS.

Iridium / platin og andre sådanne omgivende sonder skæres normalt ved hjælp af skarpe trådskærere. Den mest effektive metode er at skære en stor del af vejen gennem ledningen og derefter trække for at snappe den resterende del af ledningen, hvilket øger chancerne for en enkelt atomafslutning. Wolframtrådene, der anvendes til sådanne formål, ætses generelt elektrokemisk, og derefter fjernes oxidlaget, når spidsen er under UHV-forhold.

Hvad er fordelene ved scanning af probemikroskopi?

Fordele ved Skonserveringssondemikroskopi

  • Billedopløsningen påvirkes ikke af diffraktion i denne metode.
  • Dette er i stand til at måle meget lille (så lille som picometerområdet) lokal forskel i højden sacale.
  • Interaktionerne, der er involveret i billeddannelse via scanningsprobesmikroskopi, kan bruges til at generere små strukturelle ændringer (gennem scanningsproblens litografiproces).
  • Der er ikke noget krav om, at prøven skal placeres i et vakuum i scanningssondemikroskopi. Denne mikroskopiske teknik fungerer godt selv under normale atmosfæriske forhold.

Hvad er ulemperne ved scanning af probemikroskopi?

Som enhver anden mikroskopiteknik har scanningsprobe-mikroskopi også visse begrænsninger:

  • I scanning probe mikroskopi, bestemmelse af den detaljerede form af scanning tip bliver vanskeligt til tider. Denne fejl er især mærkbar, når prøven varierer betydeligt i højden over laterale afstande på mindre end 10 nm.
  • Billeder, der produceres ved hjælp af et scannings-probe-mikroskop, tager normalt meget tid at danne sig. I dag foretages der flere ændringer for at øge antallet af scanningseksempler.
  • Den maksimale størrelse af billedet, der dannes ved hjælp af et scannermontermikroskop, er generelt lille.
  • Dette er ikke egnet til fast-fast eller væske-flydende prøveinterface.

Hvad er scanningelektronmikroskopi?

Scanningselektronmikroskop har dannet billeder ved at scanne overfladen af ​​en prøve ved hjælp af elektronstrålen, og de er to typer.

  • Scanning transmission elektronmikroskopi.
  • Scanning tunnelmikroskopi.

Scanningselektronmikroskop er baseret på den sekundære elektronemission fra prøveens øvre overflade, og scanningselektronmikroskoper bruges også til at tælle celler eller andre partikler, til bestemmelse af størrelser på makromolekylære komplekser og til proceskontrol for flere detaljer om scanning af elektronmikroskoper besøge her .

Læs også:

Efterlad en kommentar