Načelo in struktura vrstičnega sondnega mikroskopa
Osnovno načelo delovanja skenirajočega sondnega mikroskopa je uporaba interakcije med sondo in atomi in molekulami površine vzorca, to je, ko sta sonda in površina vzorca blizu nanometrskega merila, ko nastane vrsta medsebojno delujočih fizičnih polj, z detekcijo ustreznih fizikalnih količin in pridobitev topografije površine vzorca. Skenirni sondni mikroskop je sestavljen iz 5 delov: sonde, skenerja, senzorja premika, krmilnika, detekcijskega sistema in slikovnega sistema.
Krmilnik skozi skener v navpični smeri od smeri premikanja vzorca, da stabilizira razdaljo med sondo in vzorcem (ali fizično količino interakcije) v fiksni vrednosti; hkrati v vodoravni ravnini xy za premikanje vzorca, tako da sonda v skladu s potjo skeniranja skenira površino vzorca. Vrtilni sondni mikroskop v primeru stabilizacije razdalje med sondo in vzorcem detekcijski sistem zazna signal interakcije med sondo in vzorcem; v primeru stabilizacije fizikalne količine interakcije se razdalja med sondo in vzorcem zaznava s senzorjem pomika v navpični smeri. Sistem slike temelji na zaznavnem signalu (ali razdalji med sondo in vzorcem) na površini vzorca za slikanje in drugo obdelavo slike.
Glede na fizično polje interakcije med sondo in vzorcem se vrstični sondni mikroskopi delijo v različne družine mikroskopov. Dve najpogosteje uporabljeni vrsti vrstičnih mikroskopov s sondo sta vrstični tunelski mikroskopi (STM) in mikroskopi na atomsko silo (AFM). Skenirna tunelska mikroskopija se uporablja za preučevanje površinske strukture vzorca z zaznavanjem velikosti tunelskega toka med sondo in preskušanim vzorcem. AFM zazna površino vzorca z zaznavanjem deformacije mikro konzole, ki jo povzroči interakcijska sila med konico sonde in vzorcem (bodisi privlačno ali odbojno) z uporabo fotoelektričnega senzorja premika.
