Pyyhkäisevän anturimikroskopian periaate ja rakenne
Pyyhkäisyanturimikroskopian perustoimintaperiaate on käyttää koettimen ja näytteen pinnalla olevien atomien ja molekyylien välistä vuorovaikutusta, eli kun koetin ja näytteen pinta ovat lähellä nanometrin mittakaavaa, erilaisten vuorovaikutusten fyysiset kentät ovat ja näytteen pintamorfologia saadaan mittaamalla vastaavat fysikaaliset suureet. Pyyhkäisyanturimikroskopia koostuu anturista, skannerista, siirtymäanturista, ohjaimesta, tunnistusjärjestelmästä ja kuvajärjestelmästä.
Säädin siirtää näytettä pystysuunnassa skannerin läpi vakauttaakseen etäisyyden (tai fyysisen vuorovaikutuksen määrän) anturin ja näytteen välillä kiinteään arvoon; Siirrä näytettä samanaikaisesti xy vaakatasossa niin, että anturi skannaa näytteen pintaa skannausreittiä pitkin. Pyyhkäisykoettimen mikroskopia havaitsee koettimen ja näytteen välisen vuorovaikutuksen asiaankuuluvat fyysiset suuret signaalit, kun anturin ja näytteen välinen etäisyys on vakaa; Stabiilien vuorovaikutusfysikaalisten suureiden olosuhteissa mittapään ja näytteen välinen etäisyys havaitaan pystysiirtymäanturilla. Kuvajärjestelmä suorittaa kuvankäsittelyn näytteen pinnalla tunnistussignaalin (tai anturin ja näytteen välisen etäisyyden) perusteella.
Anturin ja näytteen välisen vuorovaikutuksen eri fyysisten kenttien mukaan pyyhkäisykoetinmikroskooppi on jaettu eri mikroskooppisarjoihin. Niiden joukossa Scanning tunneling microscope (STM) ja Atomic Force Microscopy (AFM) ovat kaksi yleisesti käytettyä pyyhkäisykoettimikroskooppia. Pyyhkäisytunnelointimikroskooppi havaitsee näytteen pintarakenteen tunnistamalla tunnelivirran anturin ja mitatun näytteen välillä. Atomivoimamikroskopia havaitsee näytteen pinnan havaitsemalla mikroulokkeen muodonmuutoksen, joka johtuu kärjen ja näytteen välisestä vuorovaikutusvoimasta (joka voi olla houkutteleva tai hylkivä) valosähköisen siirtymäanturin kautta.
