Pyyhkäisykoetinmikroskooppien periaatteet ja rakenne
Pyyhkäisykoetinmikroskoopin perustoimintaperiaate on hyödyntää koettimen ja näytteen pinnalla olevien atomimolekyylien välisiä vuorovaikutuksia eli erilaisten vuorovaikutusten muodostamia fysikaalisia kenttiä, kun koetin ja näytteen pinta lähestyvät nanomittakaavaa, ja saada näytteen pintamorfologia havaitsemalla vastaavat fysikaaliset suureet. Pyyhkäisyanturimikroskooppi koostuu viidestä osasta: anturi, skanneri, siirtymäanturi, ohjain, tunnistusjärjestelmä ja kuvantamisjärjestelmä.
Ohjain käyttää skanneria siirtämään näytettä pystysuunnassa vakauttaakseen anturin ja näytteen välisen etäisyyden (tai fyysisen vuorovaikutuksen määrän) kiinteään arvoon; Siirrä näytettä samanaikaisesti x-y vaakatasossa niin, että anturi skannaa näytteen pintaa skannausreitillä. Pyyhkäisykoetinmikroskooppi havaitsee koettimen ja näytteen välisen vuorovaikutuksen asiaankuuluvat fyysiset määrät ilmaisujärjestelmässä säilyttäen samalla vakaan etäisyyden koettimen ja näytteen välillä; Fyysisten suureiden stabiilissa vuorovaikutuksessa mittapään ja näytteen välinen etäisyys havaitaan siirtymäanturilla pystysuunnassa. Kuvausjärjestelmä suorittaa kuvankäsittelyn näytteen pinnalla tunnistussignaalin (tai anturin ja näytteen välisen etäisyyden) perusteella.
Pyyhkäisykoetinmikroskoopit on jaettu eri mikroskooppisarjoihin käytettyjen koettimien ja näytteen välisten eri fyysisten vuorovaikutuskenttien perusteella. Pyyhkäisytunnelimikroskooppi (STM) ja atomivoimamikroskooppi (AFM) ovat kaksi yleisesti käytettyä pyyhkäisyanturimikroskooppia. Pyyhkäisytunnelointimikroskooppi havaitsee näytteen pintarakenteen mittaamalla koettimen ja testattavan näytteen välisen tunnelointivirran suuruuden. Atomivoimamikroskopia käyttää valosähköistä siirtymäanturia havaitsemaan neulan kärjen ja näytteen välisen vuorovaikutusvoiman aiheuttaman mikroulokkeen muodonmuutoksen (joka voi olla joko houkutteleva tai hylkivä) näytteen pinnan havaitsemiseksi.
