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Que balaye la microscopie de sonde ?

La microscopie de balayage de sonde est employée pour produire des images des surfaces et des structures de nanoscale ou pour manipuler des atomes pour les déménager dans les configurations spécifiques. Elle concerne une sonde matérielle qui balaye au-dessus de la surface d'un spécimen recueillant la caractéristique qui est employée pour produire de l'image ou pour manipuler les atomes.

Les microscopes de balayage de sonde fonctionnent différemment que les microscopes optiques parce que le conducteur n'a pas un point de vue direct de la surface mais d'une image qui représente la structure de la surface. Ils sont très puissants et peuvent avoir très un de haute résolution, jusqu'à un nanomètre.

Image : Microscope atomique de force (AFM/MFM) du côté gauche avec l'ordinateur pilote sur le right.©Zureks/commons.wikimedia.org partagé dessous : Licence de Documentation Libre GNU.

Histoire

Les microscopes optiques étaient le premier type de microscopes qui ont été développés et utilisés dans la recherche scientifique, mais on l'a bientôt découvert qu'il y avait une limite à leurs capacités. En voyant des spécimens plus petits que la longueur d'onde de la lumière, l'image est devenue trouble ou déformée.

Le microscope électronique a été développé pour surmonter cette limitation en 1921, qui emploie des faisceaux des électrons pour produire une image de l'échantillon. Ceci permis pour une augmentation significative dans la définition des images microscopiques produites.

La microscopie de balayage de sonde a été développée tard au 20ème siècle pour permettre l'enquête sur les surfaces avec la définition atomique, qui est au delà de la capacité d'un microscope électronique. M. Gerd Binnig et M. Heinrich Rohrer ont inventé le premier microscope de perçage d'un tunnel de lecture en 1981. C'était une percée significative dans le domaine de la nanotechnologie parce qu'il a permis à des scientifiques de voir une représentation de la surface des échantillons à un niveau atomique.

Il est maintenant possible que les scientifiques de voir différents atomes, d'étudier leurs propriétés, et les manipulent pour produire les structures neuves.

Types

Il y a plusieurs différents types de microscopes de sonde de lecture comprenant :

  • Microscope atomique de force (AFM) : mesure la force électrostatique entre le bout et le spécimen.
  • Microscope de force magnétique (MFM) : mesure la force magnétique entre le bout et le spécimen.
  • Microscope de balayage de perçage d'un tunnel (STM) : mesure le courant électrique entre le bout et le spécimen.

Comment fonctionne-t-cela ?

Un microscope de sonde de lecture a un bout tranchant de sonde sur l'extrémité d'un encorbellement, qui peut balayer la surface du spécimen. Le bout déménage dans les deux sens d'une façon très réglée et il est possible de déménager l'atome de sonde par l'atome.

Une force guide l'encorbellement quand le bout obtient près de la surface de l'échantillon, qui peut être mesuré par un laser réfléchi de l'encorbellement dans des photodiodes. Il y a beaucoup de différentes forces qui peuvent entraîner les fléchissements, tels que les liaisons mécaniques, électrostatiques, magnétiques, chimiques, le van der Waals et les forces capillaires.

La caractéristique des réflexions de laser trouvées par les photodiodes est combinée pour produire d'une image par un ordinateur. L'image n'a aucune couleur parce que c'est une représentation des propriétés plutôt que la lumière, bien qu'elles soient souvent couleur donnée par le programme informatique à aider à différencier les différentes propriétés du spécimen.

Techniques

Il y a des techniques variées utilisées dans la microscopie de sonde de lecture, selon le but de l'étude.

Par exemple, le microscope peut être réglé au « mode de contact, » qui concerne une force continuelle entre le bout en porte-à-faux et la surface du spécimen. Ce mode permet à une image de la surface d'être produite rapidement.

Alternativement, le microscope peut être réglé « au mode de filetage, » qui concerne la vibration de l'encorbellement de sorte que le bout touche la surface du spécimen par intermittence. C'est le plus utile quand l'échantillon d'étude a une surface molle.

Références

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Yolanda Smith

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Yolanda Smith

Yolanda graduated with a Bachelor of Pharmacy at the University of South Australia and has experience working in both Australia and Italy. She is passionate about how medicine, diet and lifestyle affect our health and enjoys helping people understand this. In her spare time she loves to explore the world and learn about new cultures and languages.

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