Principe et structure du microscope à sonde à balayage
Le principe de fonctionnement de base du microscope à sonde à balayage est d'utiliser l'interaction entre la sonde et les atomes et molécules de la surface de l'échantillon, c'est-à-dire lorsque la sonde et la surface de l'échantillon sont proches de l'échelle nanométrique lors de la formation d'une variété de champs physiques en interaction, grâce à la détection des grandeurs physiques correspondantes et obtenir la topographie de la surface de l'échantillon. Le microscope à sonde à balayage est composé de 5 parties : sonde, scanner, capteur de déplacement, contrôleur, système de détection et système d'image.
Contrôleur à travers le scanner dans la verticale depuis la direction de déplacement de l'échantillon afin de stabiliser la distance entre la sonde et l'échantillon (ou la quantité physique d'interaction) dans une valeur fixe ; en même temps dans le plan horizontal xy pour déplacer l'échantillon, de sorte que la sonde soit conforme au chemin de balayage pour scanner la surface de l'échantillon. Microscope à sonde à balayage dans le cas de la stabilisation de la distance entre la sonde et l'échantillon, le système de détection détecte le signal de l'interaction entre la sonde et l'échantillon ; dans le cas d'une stabilisation de la grandeur physique de l'interaction, la distance entre la sonde et l'échantillon est détectée par le capteur de déplacement dans le sens vertical. Le système d'image est basé sur le signal de détection (ou la distance entre la sonde et l'échantillon) sur la surface de l'échantillon pour l'imagerie et tout autre traitement d'image.
En fonction du champ physique d'interaction entre la sonde et l'échantillon, les microscopes à sonde à balayage se répartissent en différentes familles de microscopes. Deux des types de microscopes à sonde à balayage les plus couramment utilisés sont les microscopes à effet tunnel (STM) et les microscopes à force atomique (AFM). La microscopie à effet tunnel est utilisée pour examiner la structure de surface d'un échantillon en détectant l'ampleur du courant tunnel entre la sonde et l'échantillon testé. L'AFM détecte la surface de l'échantillon en détectant la déformation du micro-cantilever provoquée par la force d'interaction entre la pointe de la sonde et l'échantillon (attrayante ou répulsive) grâce à l'utilisation d'un capteur de déplacement photoélectrique.
