نمودار اصل تصویربرداری میکروسکوپ

نمودار اصل تصویربرداری میکروسکوپ

نمودار اصل تصویربرداری میکروسکوپی

من می دانم که عملکرد چشمی معادل ذره بین است، اما ذره بین در همان سمت جسم تصویری ایجاد می کند و عدسی شیئی در میکروسکوپ جسم را بزرگ می کند و در نتیجه تصویری می شود که باید داخل میکروسکوپ باشد. لوله اگر اصل چشمی مانند ذره بین باشد، تصویر آن نباید در جهت مخالف چشم انسان (در همان سمت جسم) بزرگ شود. پس چگونه تصویر بزرگنمایی ثانویه را می بینیم؟ اصل تصویربرداری میکروسکوپ در شکل نشان داده شده است. لنز شیئی فاصله کانونی کوتاه تری دارد، در حالی که چشمی فاصله کانونی بیشتری دارد. جسم از عدسی شیئی عبور می کند تا یک تصویر واقعی وارونه A "B" تشکیل دهد که در نقطه کانونی چشمی (داخل لوله عدسی) قرار دارد. همچنین می توان آن را به عنوان یک شیء چشمی در نظر گرفت و پس از عبور از چشمی تبدیل به یک تصویر مجازی قائم می شود که همچنان همان ذره بین است که تصویر شی در همان سمت قرار دارد.

اصل کار STM

STM با استفاده از اثر تونل کوانتومی کار می کند. اگر از نوک سوزن فلزی به عنوان یک الکترود و نمونه جامد اندازه گیری شده به عنوان الکترود دیگر استفاده شود، اثر تونل زنی زمانی رخ می دهد که فاصله بین آنها حدود 1 نانومتر باشد و الکترون ها از مانع پتانسیل فضایی از یک الکترود به الکترود دیگر عبور می کنند. الکترود برای تشکیل جریان و Ub: ولتاژ بایاس. k: ثابت، تقریباً برابر با 1، Φ 1/2: تابع کار متوسط، S: فاصله.

از معادله بالا می توان دریافت که جریان تونل رابطه نمایی منفی با فاصله S بین نمونه های نوک سوزن دارد. به تغییرات فاصله بسیار حساس است. بنابراین، هنگامی که نوک سوزن یک اسکن مسطح روی سطح نمونه آزمایش شده انجام می دهد، حتی اگر سطح فقط دارای نوسانات مقیاس اتمی باشد، تغییرات بسیار قابل توجه یا حتی نزدیک به یک مرتبه بزرگی در جریان تونل ایجاد می کند. به این ترتیب، همانطور که در سمت راست شکل زیر نشان داده شده است، می توان با اندازه گیری تغییرات جریان، نوسان مقیاس اتمی در سطح را منعکس کرد. این اصل کار STM است که به آن حالت ارتفاع ثابت ( ثابت نگه داشتن ارتفاع نوک سوزن ) می گویند.

STM حالت کار دیگری دارد که به آن حالت جریان ثابت می گویند که در سمت چپ شکل نشان داده شده است. در این مرحله، در طی فرآیند اسکن سوزنی، جریان تونل از طریق یک حلقه بازخورد الکترونیکی ثابت نگه داشته می شود. برای حفظ جریان ثابت، نوک سوزن با نوسانات سطح نمونه به بالا و پایین حرکت می کند، در نتیجه مسیر حرکت نوک سوزن بالا و پایین را ثبت می کند و مورفولوژی سطح نمونه را فراهم می کند.

حالت جریان ثابت یک حالت کار معمول برای STM است، در حالی که حالت ارتفاع ثابت تنها برای تصویربرداری از نمونه هایی با نوسانات سطح کوچک مناسب است. هنگامی که سطح نمونه نوسانات قابل توجهی داشته باشد، به دلیل نزدیک بودن نوک سوزن به سطح نمونه، استفاده از اسکن در حالت ارتفاع ثابت می تواند به راحتی باعث برخورد نوک سوزن با سطح نمونه شود و منجر به آسیب بین نوک سوزن و نمونه شود. سطح