Mikroskopu darbības principi

Skenējošā mikroskopa darbība
Nanotehnoloģiju ēra ir sākusies līdz ar skenējošā tuneļmikroskopa, izgudrošanu 1984. gadā. Jēdziens “nanotehnoloģija” ir veidojies saistībā ar garuma mērvienību nanometrs. Viens nanometrs ir metra miljardā daļa. Aplūkojot šāda izmēra objektus, nevar runāt vairs par ķermeņiem, bet gan tikai par vielas daļiņām - daudzatomu molekulām.

Skenējoša mikroskopa darbības princips
Šādam mikroskopam ir asa metāla adata, izgatavota, piemēram, no volframa, ko sauc par emiteru. Šo adatu, izmantojot jutīgus pjezoelementus, var ļoti precīzi pozicionēt. Adatas smaile, slīdot virs parauga virsmas tikai dažu atomu izmēra attālumā (10-8 ... 10-9 m), izzondē parauga virsnu ounktu pa punktam. Starp emitera adatu un pētāmo virsmu ir pieslēgts elektriskais spriegums un pastāv elektriskais lauks. Atomu elektronu mākoņu mijiedarbība nodrošina to, ka par adatas atoma nokļūšanu virs kristāla virsmas katra atoma paziņo strauji mainīgs tā sauktās tuneļstrāvas impulss. Tuneļstrāva ir ļoti jutīgs indikators. Pietiek adatai atvirzīties tikai viena atoma attālumā, lai tuneļstrāva izmainītos tūkstošiem reižu. Sekojot tneļstrāvas izmaiņām, kuru precizitāte atbilst pat 1/100 no atoma izmēra, var restaurēt metāla virsmas atomu elektronu mākoņu izvietojumu un tā blīvuma izmaiņas.
…