Зондовые сканирующие рабочие станции в Томске

Зондовые микроскопы предназначены для проведения сканирования и используют зонды для визуализации поверхности объектов, подвергаемых исследованию. Сканирующие зондовые микроскопы (СЗМ) способствуют созданию трехмерных цифровых изображений микроструктур объектов, таких как атомные решетки, клетки, структуры соединений, интегральные микросхемы и прочее.

Красные кровяные клетки

Органический монокристалл

Кобальт на сапфире

С помощью зонда происходит формирование пространственного изображения или наблюдение за локальными параметрами, с существенным увеличением масштабов. Эти микроскопы способны одновременно регистрировать несколько видов взаимодействий. Разрешающая способность устройства зависит от его типа. Существуют аппараты, способные отобразить атомную или даже субатомную структуру.

Наноструктурированный моносубстрат

Многостенные углеродные нанотрубки

Поликапролактон

Пьезоэлектрическая система двигателей обеспечивает высокоточное движение с точностью до субнанометра. Окончательное изображение формируется благодаря механическому перемещению сканирующего зонда по заданной траектории в виде растра, в то время как координаты положения регистрируются.

Принцип функционирования

Работа СЗМ заключается во взаимодействии микрозонда с атомами объекта исследования. Движение может осуществляться как по двум, так и по трём координатам. Важно обеспечить плавное приближение к поверхности объекта, для чего необходима механическая стабильность на уровне не более 0,1 Ангстрема. Это создает наилучшие условия для регистрации воздействия разнообразных физических сил на зонд.

Зарегистрированные воздействующие на зонд силы анализируются с использованием сверхчувствительных датчиков. Эти датчики позволяют измерять распределение магнитных полей на поверхности, определять адгезию во всех точках контакта и создавать карту электрических (вольт-амперных) характеристик. Устройство способно регистрировать все эти параметры, и их анализ и обработка выполняются с использованием специализированных программ для 3D-моделирования, что позволяет изучать структуру вещества на атомном уровне.