Diagram principa slikanja mikroskopa
Diagram principa mikroskopskega slikanja
Vem, da je funkcija okularja enakovredna povečevalnemu steklu, vendar povečevalno steklo ustvari sliko na isti strani predmeta, leča objektiva v mikroskopu pa poveča predmet, kar povzroči sliko, ki bi morala biti znotraj mikroskopa cev. Če je princip delovanja okularja enak principu povečevalnega stekla, potem njegove slike ne smemo povečati v nasprotni smeri od človeškega očesa (na isti strani predmeta). Kako torej vidimo sliko sekundarne povečave? Načelo slikanja mikroskopa je prikazano na sliki. Objektiv ima krajšo goriščno razdaljo, okular pa daljšo goriščno razdaljo. Predmet gre skozi lečo objektiva, da tvori obrnjeno realno sliko A "B", ki se nahaja znotraj goriščne točke okularja (znotraj tubusa leče). Lahko ga obravnavamo tudi kot predmet okularja in po prehodu skozi okular postane pokončna navidezna slika. Še vedno je enaka povečevalnemu steklu, s sliko predmeta na isti strani.
Načelo delovanja STM
STM deluje z uporabo učinka kvantnega tuneliranja. Če kovinsko konico igle uporabimo kot eno elektrodo in izmerjeni trdni vzorec uporabimo kot drugo elektrodo, bo prišlo do učinka tuneliranja, ko bo razdalja med njima približno 1 nm, elektroni pa bodo prešli skozi prostorsko potencialno pregrado od ene elektrode do druge elektroda za tvorbo toka. In Ub: prednapetost; k: Konstanta, približno enaka 1, Φ 1/2: Povprečna delovna funkcija, S: Razdalja.
Iz zgornje enačbe je razvidno, da ima tunelski tok negativno eksponentno razmerje z razmikom S med vzorci konice igle. Zelo občutljiv na spremembe razmika. Zato, ko konica igle izvaja planarno skeniranje na površini testiranega vzorca, tudi če ima površina le nihanja v atomskem obsegu, bo to povzročilo zelo pomembne spremembe v tunelskem toku ali celo blizu reda velikosti. Na ta način se lahko nihanje atomske lestvice na površini odraža z merjenjem sprememb toka, kot je prikazano na desni strani naslednje slike. To je osnovni princip delovanja STM, ki se imenuje način konstantne višine (ohranjanje konstantne višine konice igle).
STM ima še en način delovanja, imenovan način konstantnega toka, kot je prikazano na levi strani slike. Na tej točki se med postopkom skeniranja igle tok tunela vzdržuje konstanten prek elektronske povratne zanke. Za vzdrževanje konstantnega toka se konica igle premika navzgor in navzdol z nihanjem površine vzorca, s čimer se beleži pot gibanja konice igle navzgor in navzdol in zagotavlja morfologija površine vzorca.
Način konstantnega toka je običajno uporabljen delovni način za STM, medtem ko je način konstantne višine primeren samo za slikanje vzorcev z majhnimi površinskimi nihanji. Ko površina vzorca močno niha, ker je konica igle zelo blizu površine vzorca, lahko uporaba skeniranja v načinu s konstantno višino zlahka povzroči, da konica igle trči v površino vzorca, kar povzroči poškodbe med konico igle in vzorcem. površino.
