Einstakir kostir skannaprófunarsmásjár
Vinnureglan í skannarannsóknarsmásjánni er byggð á ýmsum eðliseiginleikum á smásjá- eða mesósópískum sviðum og greinir víxlverkunina á milli þeirra tveggja þegar yfirborð efnisins sem á að rannsaka með atómþunnum rannsaka er skannað til að fá To rannsaka yfirborðseiginleika efnis, helsti munurinn á mismunandi gerðum SPM er oddareiginleikar þeirra og samsvarandi háttur sem oddurinn hefur samskipti við sýnið.
Vinnureglan kemur frá jarðgangareglunni í skammtafræði. Kjarni þess er nálaroddur sem getur skannað á yfirborð sýnisins, hefur ákveðna hlutspennu við sýnið og hefur þvermál atómskvarða. Þar sem líkur á rafeindagöngum hafa neikvætt veldisvísissamband við breidd mögulega hindrunarinnar V(r), þegar fjarlægðin milli oddsins og sýnisins er mjög nálægt, verður möguleg hindrunin á milli þeirra mjög þunn og rafeindaskýin skarast hvort annað. Þegar spenna er sett á er hægt að flytja rafeindir frá oddinum til sýnisins eða frá sýninu til oddsins í gegnum gangnaáhrifin og mynda jarðgangastraum. Með því að skrá breytingu á gangstraumi milli nálarodds og sýnis er hægt að fá upplýsingar um yfirborðs landslag 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 sýnisyfirborðið getur náð 0.1nm og 0.01nm, í sömu röð, og hægt er að greina einstök atóm.
(2) Hægt er að fá þrívíddarmynd af yfirborði í raunrými í rauntíma, sem hægt er að nota til að rannsaka reglubundna eða óreglubundna yfirborðsbyggingu. Þessa sjáanlega frammistöðu er hægt að nota til að rannsaka kraftmikla ferla eins og yfirborðsdreifingu.
(3) Það er hægt að fylgjast með staðbundinni yfirborðsbyggingu eins atómlags, frekar en einstakrar myndar eða meðaleiginleika alls yfirborðsins, þannig að yfirborðsgalla, endurbygging yfirborðs, formgerð og staðsetning yfirborðsaðsogefna, og Hægt er að fylgjast beint með breytingum af völdum aðsogsefna. Yfirborðsuppbygging o.fl.
(4) Það getur virkað í mismunandi umhverfi eins og lofttæmi, andrúmslofti og venjulegu hitastigi, og jafnvel sökkt sýninu í vatn og aðrar lausnir, án sérstakrar sýniundirbúningstækni, og uppgötvunarferlið mun ekki skemma sýnið. Þessir eiginleikar eru sérstaklega hentugir fyrir rannsóknir á lífsýnum og mat á yfirborði sýna við mismunandi tilraunaaðstæður, svo sem eftirlit með ólíkum hvarfaaðferðum, ofurleiðarabúnaði og yfirborðsbreytingum rafskauts við rafefnafræðileg viðbrögð.
(5) Í samvinnu við STS (Scanning Tunneling Spectroscopy) er hægt að fá upplýsingar um rafeindabyggingu yfirborðsins, svo sem þéttleika ástands á mismunandi hæðum yfirborðsins, rafeindaholur yfirborðs, breytingar á yfirborðsgetuhindrunum og uppbyggingu orkugaps.
