스캐닝 프로브 현미경의 고유한 장점
스캐닝 프로브 현미경의 작동 원리는 현미경 또는 메조스코픽 범위의 다양한 물리적 특성을 기반으로 하며, 이들 사이의 상호 작용은 연구 대상 물질 표면 위를 스캐닝하는 원자 선형성의 매우 미세한 프로브를 통해 감지됩니다. 연구 대상 물질의 표면 특성을 얻으려면 다양한 유형의 SPM 간의 주요 차이점은 바늘의 특성과 바늘 샘플과 상호 작용하는 해당 방식의 차이에 있습니다.
작동 원리는 양자 역학의 원리를 통한 터널링에서 파생됩니다. 코어에는 샘플과 샘플 사이에 일정한 바이어스 전압을 두고 샘플 표면을 스캔할 수 있고 직경이 원자 규모인 팁이 있습니다. 전자 터널링 가능성은 전위 장벽의 폭 V(r)과 음의 지수 관계를 나타내므로 바늘 끝과 시료 사이의 거리가 매우 가까우면 둘 사이의 전위 장벽이 매우 얇아지고 전자구름은 서로 중첩되며 바늘 끝과 시료 사이에 전압을 가하면 터널링 효과를 통해 전자가 바늘 끝에서 시료로, 또는 시료에서 바늘 끝으로 이동하여 터널을 형성할 수 있습니다. 현재의. 팁과 샘플 사이의 터널링 전류 변화를 기록함으로써 샘플의 표면 형태에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
SPM은 다른 표면 분석 기술에 비해 다음과 같은 고유한 장점을 가지고 있습니다.
(1) 개별 원자를 분해할 수 있는 샘플 표면에 평행 방향으로 0.1 nm 및 수직 방향으로 0.01 nm의 분해능을 갖는 원자 수준의 높은 분해능.
(2) 실제 공간 표면의 3차원 이미지를 실시간으로 얻을 수 있어 주기 또는 비주기적인 표면 구조 연구에 활용이 가능하며, 이러한 관찰 가능한 성능은 동적 과정 연구에 활용될 수 있다. 표면 확산과 같은.
(3) 개별 이미지나 전체 표면의 평균 성질이 아닌 단일 원자층의 국부적인 표면 구조를 관찰할 수 있어 표면 결함, 표면 재구성, 형태 및 위치를 직접적으로 관찰할 수 있다. 표면 흡착물 및 흡착물에 의한 표면 재구성.
(4) 진공, 대기, 실온 등과 같은 다양한 환경에서 작동할 수 있으며 샘플을 물 및 기타 용액에 담글 수도 있으므로 특별한 샘플링 기술이 필요하지 않으며 검출 중에 샘플이 손상되지 않습니다. 프로세스. 이러한 기능은 다상 촉매 메커니즘, 초전도 메커니즘 및 전기화학 반응 중 전극 표면 변화 모니터링과 같은 다양한 실험 조건에서 생물학적 샘플 연구 및 샘플 표면 평가에 특히 적합합니다.
(5) 주사 터널링 분광법(STS)과 결합하여 표면의 다양한 수준에서의 상태 밀도, 표면 전자 트랩, 표면 전위 장벽의 변화와 같은 표면의 전자 구조에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 그리고 에너지 갭 구조.
