กล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนคืออะไร

กล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนเป็นหนึ่งในหลาย ๆ กล้องจุลทรรศน์ที่สร้างภาพพื้นผิวสามมิติในรายละเอียดที่สูงมากรวมถึงระดับอะตอม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์กล้องจุลทรรศน์บางส่วนยังสามารถวัดคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุรวมถึงกระแสไฟฟ้าการนำไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก กล้องจุลทรรศน์โพรบการสแกนครั้งแรกที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์การ สแกนอุโมงค์ (STM) ถูกคิดค้นขึ้นในต้นปี 1980 นักประดิษฐ์ของ STM ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ไม่กี่ปีต่อมา ตั้งแต่เวลานั้นเป็นต้นมาได้มีการคิดค้นเทคนิคอื่น ๆ อีกหลายประการซึ่งก่อตั้งขึ้นบนหลักการพื้นฐานเดียวกัน

เทคนิคการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์โพรบทุกชนิดเกี่ยวข้องกับการสแกนพื้นผิวของวัสดุที่มีขนาดเล็กและคมชัดเนื่องจากข้อมูลจะได้มาจากการสแกนแบบดิจิทัล ส่วนปลายของหัวสแกนจะต้องมีขนาดเล็กกว่าคุณสมบัติบนพื้นผิวที่ถูกสแกนเพื่อสร้างภาพที่แม่นยำ เคล็ดลับเหล่านี้ต้องถูกแทนที่ทุกสองสามวัน พวกเขามักจะติดตั้งบนเท้าแขนและในหลาย ๆ เทคนิค SPM การเคลื่อนไหวของเท้าแขนถูกวัดเพื่อกำหนดความสูงของพื้นผิว

ในการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์จะใช้กระแสไฟฟ้าระหว่างหัวสแกนและพื้นผิวที่ถูกถ่ายภาพ กระแสนี้คงที่โดยการปรับความสูงของส่วนปลายเพื่อสร้างภาพภูมิประเทศของพื้นผิว อีกทางเลือกหนึ่งความสูงของปลายอาจจะคงที่ในขณะที่วัดการเปลี่ยนแปลงเพื่อกำหนดความสูงของพื้นผิว เนื่องจากวิธีนี้ใช้กระแสไฟฟ้าจึงใช้ได้เฉพาะกับวัสดุที่เป็นตัวนำหรือกึ่งตัวนำ

กล้องจุลทรรศน์โพรบการสแกนหลายประเภทตกอยู่ภายใต้หมวดหมู่ของ กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ซึ่งแตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์ในการสแกน AFM สามารถใช้ได้กับวัสดุทุกประเภทโดยไม่คำนึงถึงสภาพนำไฟฟ้า AFM ทุกประเภทใช้การวัดแรงทางอ้อมระหว่างหัวสแกนและพื้นผิวเพื่อสร้างภาพ โดยปกติจะทำได้โดยการวัดการเบี่ยงเบนของคาน กล้องจุลทรรศน์แบบอะตอมมิกฟอร์มชนิดต่างๆ ได้แก่ AFM แบบสัมผัส, AFM แบบไม่สัมผัสและ AFM แบบสัมผัสไม่ต่อเนื่อง ข้อควรพิจารณาหลายประการระบุว่ากล้องจุลทรรศน์ชนิดแรงอะตอมใดเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะรวมถึงความไวของวัสดุและขนาดของตัวอย่างที่จะสแกน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดแรงสองชนิดนี้มีความหลากหลาย Lateral force microscopy (LFM) วัดแรงบิดบนปลายสแกนซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการทำแผนที่แรงเสียดทานพื้นผิว การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์ความจุจะใช้ในการวัดความจุของตัวอย่างในขณะที่สร้างภาพภูมิประเทศ AFM พร้อมกัน กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมนำ (C-AFM) ใช้ทิปนำไฟฟ้ามากที่สุดเท่าที่ STM ทำดังนั้นจึงสร้างภาพภูมิประเทศ AFM และแผนที่ของกระแสไฟฟ้า Force modulation microscopy (FMM) ใช้สำหรับวัดคุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุ

เทคนิคการสอบสวนด้วยกล้องจุลทรรศน์สแกนอื่น ๆ ก็มีอยู่เพื่อวัดคุณสมบัติอื่นที่ไม่ใช่พื้นผิวสามมิติ กล้องจุลทรรศน์แรงไฟฟ้าสถิต (EFM) ใช้สำหรับวัดประจุไฟฟ้าบนพื้นผิว เหล่านี้บางครั้งใช้เพื่อทดสอบชิปไมโครโปรเซสเซอร์ การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์ความร้อน (SThM) รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการนำความร้อนเช่นเดียวกับการทำแผนที่ภูมิประเทศของพื้นผิว กล้องจุลทรรศน์แรงแม่เหล็ก (MFM) วัดสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวพร้อมกับภูมิประเทศ

ภาษาอื่น ๆ

บทความนี้ช่วยคุณได้ไหม ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น

เราจะช่วยได้อย่างไร เราจะช่วยได้อย่างไร