Einstakir kostir skannasmásjár
Vinnureglan um skönnunarsmásjá er byggð á ýmsum eðliseiginleikum á ör- eða mesósópískum sviðum. Samspilið þar á milli er greint með því að skanna yfirborð efnisins sem rannsakað er með mjög fínum atómnema til að fá yfirborðseiginleika efnisins sem rannsakað var. Helsti munurinn á mismunandi gerðum SPM er nálaroddareiginleikar þeirra og samsvarandi nálaroddssýnisvíxlverkunaraðferðir.
Vinnureglan kemur frá jarðgangareglunni í skammtafræði. Kjarni þess er nálaroddur sem getur skannað á yfirborð sýnisins og hefur ákveðna hlutspennu á milli þess og sýnisins, með þvermál atómskvarða. Vegna neikvætt veldisvísissambands milli líkinda á rafeindagöngum og breiddar mögulega hindrunarinnar V (r), þegar fjarlægðin milli oddsins og sýnisins er mjög nálægt, verður mögulega hindrunin mjög þunn og rafeindaskýin skarast við hvort annað. Með því að beita spennu á milli oddsins og sýnisins er hægt að flytja rafeindir frá oddinum til sýnisins eða frá sýninu til oddsins í gegnum jarðgangaáhrifin og mynda jarðgangastraum. Með því að skrá breytingar á gangastraumi milli nálarodds og sýnis má fá upplýsingar um yfirborðsformgerð sýnisins.
Í samanburði við aðrar yfirborðsgreiningaraðferðir hefur SPM einstaka kosti:
(1) Það hefur háa upplausn á lotustigi. Upplausn STM í stefnu samsíða og hornrétt á yfirborð sýnisins getur náð 0.1nm og 0.01nm, í sömu röð, sem getur greint einstök atóm.
(2) Hægt er að ná í rauntíma þrívíddarmyndir af flötum í raunverulegu rými, sem hægt er að nota til að rannsaka yfirborðsbyggingar með eða án reglubundinnar. Þessa sjáanlega frammistöðu er hægt að nota til að rannsaka kraftmikla ferla eins og yfirborðsdreifingu.
(3) Hægt er að fylgjast með staðbundinni yfirborðsbyggingu eins atómlags, frekar en meðaleiginleika einstakrar myndar eða alls yfirborðsins. Þess vegna er hægt að fylgjast beint með yfirborðsgöllum, endurbyggingu yfirborðs, formgerð og staðsetningu yfirborðsaðsogefna og yfirborðsuppbyggingu af völdum aðsogsefna.
(4) Það getur virkað í mismunandi umhverfi eins og lofttæmi, andrúmslofti og stofuhita, og jafnvel sökkt sýninu í vatn og aðrar lausnir án þess að þörf sé á sérstökum undirbúningsaðferðum fyrir sýni, og greiningarferlið skemmir ekki sýnið. Þessir eiginleikar henta sérstaklega vel til að rannsaka lífsýni og meta yfirborð sýna við mismunandi tilraunaaðstæður, svo sem að fylgjast með fjölfasa hvatakerfi, ofurleiðnibúnaði og yfirborðsbreytingum rafskauts við rafefnafræðileg viðbrögð.
(5) Með samvinnu við Scanning Tunneling Spectroscopy (STS) er hægt að fá upplýsingar um rafeindamannvirki yfirborðs, svo sem þéttleika ástands á mismunandi hæðum yfirborðsins, rafeindaholur yfirborðs, breytingar á yfirborðsgetuhindrunum og uppbyggingu orkugaps.
