כיצד פועל מיקרוסקופ אלקטרונים סורק מנהור
צורת עבודה
למרות שהתצורות של מיקרוסקופים סורקים מנהור אלקטרונים שונות, כולם כוללים את שלושת החלקים העיקריים הבאים: מערכת מכנית (גוף מראה) המניעה את הגשושית לנוע בתלת מימד ביחס לפני השטח של הדגימה המוליכה, ומשמשת לשליטה ולפקח על הבדיקה. המערכת האלקטרונית למרחק מהמדגם ומערכת התצוגה להמרת הנתונים הנמדדים לתמונות. יש לו שני מצבי עבודה: מצב זרם קבוע ומצב גבוה קבוע.
מצב זרם קבוע
זרם המנהור נשלט ונשמר קבוע על ידי מעגל משוב אלקטרוני. לאחר מכן מערכת המחשב שולטת בקצה המחט כדי לסרוק את משטח הדגימה, כלומר לגרום לקצה המחט לנוע דו מימדי לאורך כיווני x ו-y. מכיוון שצריך לשלוט בזרם המנהרה כדי שיהיה קבוע, הגובה המקומי בין קצה המחט למשטח הדגימה יישאר קבוע גם הוא, כך שקצה המחט יבצע את אותה תנועה גלית עם העליות והמורדות של משטח הדגימה. מידע הגובה ישתקף בהתאם. צא. כלומר, מיקרוסקופ המנהור האלקטרוני הסורק משיג את המידע התלת מימדי של משטח המדגם. שיטת עבודה זו משיגה מידע תמונה מקיף, תמונות מיקרוסקופיות באיכות גבוהה ונמצאת בשימוש נרחב.
מצב גובה קבוע
שמור על הגובה המוחלט של קצה המחט קבוע במהלך תהליך הסריקה של המדגם; אז ישתנה המרחק המקומי בין קצה המחט למשטח הדגימה, וגם גודל זרם המנהרה I ישתנה בהתאם; השינוי של זרם המנהרה אני יוקלט על ידי המחשב ויומר לתמונה האות מוצג, ומתקבל מיקרוסקופ מנהור אלקטרוני סורק. דרך עבודה זו מתאימה רק לדוגמאות עם משטחים שטוחים יחסית ורכיבים בודדים.
עִקָרוֹן
מיקרוסקופ מנהור סורק הוא סוג חדש של מכשיר מיקרוסקופי להבחין במורפולוגיה של פני השטח של מוצקים על ידי זיהוי זרם המנהור של אלקטרונים באטומים על פני השטח המוצקים על פי עקרון אפקט המנהור במכניקת הקוונטים.
בשל השפעת המנהור של אלקטרונים, האלקטרונים במתכת אינם מוגבלים לחלוטין בתוך גבול פני השטח, כלומר, צפיפות האלקטרונים אינה יורדת לפתע לאפס בגבול פני השטח, אלא מתפוררת באופן אקספוננציאלי מחוץ לפני השטח; אורך ההתפרקות הוא בערך 1 ננומטר, שהוא מדד למחסום פני השטח לבריחה של אלקטרונים. אם שתי מתכות קרובות מאוד זו לזו, ענני האלקטרונים שלהן עלולים לחפוף; אם מתח קטן מופעל בין שתי המתכות, ניתן לראות זרם חשמלי (הנקרא זרם מנהור) ביניהן.
