Language
Country/Area
No result found
Dari mikroskop pemindaian terowongan hingga mikroskop gaya atom: Mengapa mereka begitu canggih?
Mikroskop pemindaian probe (SPM) adalah cabang mikroskopi yang membentuk gambar dengan memindai permukaan sampel dengan probe fisik. SPM telah berkembang pesat sejak penemuan mikroskop pemindaian terowongan pada tahun 1981, sebuah instrumen yang mampu mengambil gambar permukaan pada tingkat atom. Percobaan sukses Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer menandai dimulainya bidang ini, yang kuncinya adalah menggunakan loop umpan balik untuk mengatur jarak antara sampel dan probe.
Mikroskop pemindaian probe menggunakan aktuator piezoelektrik untuk membuat gerakan berskala atom atau lebih halus di bawah perintah elektronik, yang memungkinkan mereka memperoleh data secara efisien, biasanya dalam bentuk kisi data dua dimensi, dan kemudian mengirimkannya ke komputer. Warna gambar divisualisasikan.Resolusi mikroskop pemindaian probe bervariasi antara berbagai teknik, tetapi beberapa teknik probe mampu mencapai resolusi atom yang cukup mengesankan.
Berbagai Jenis Mikroskop Pemindai Probe
Dalam bidang SPM, terdapat banyak teknik yang sudah mapan, seperti mikroskopi gaya atom (AFM), mikroskopi gaya kimia (CFM), mikroskopi terowongan pemindaian (STM), dan banyak varian lainnya. Teknologi ini memiliki karakteristiknya sendiri dan dapat dipilih sesuai dengan berbagai persyaratan aplikasi.
Data mikroskopi pemindaian probe sering ditampilkan sebagai peta panas, yang menghasilkan gambar akhir.
Teknologi pembentukan gambar
Gambar mikroskop pemindaian probe biasanya dibuat menggunakan teknologi pemindaian raster. Probe digambar di atas permukaan sampel dan nilai tertentu dicatat pada setiap titik pemindaian. Nilai yang dicatat selama proses ini dapat bervariasi tergantung pada mode operasi tertentu.
Perbedaan antara model dan teknologi
Dua mode operasi umum meliputi mode interaksi konstan dan mode ketinggian konstan. Dalam mode interaksi konstan, jarak antara probe dan sampel disesuaikan melalui loop umpan balik untuk mempertahankan interaksi yang stabil. Dalam mode ketinggian konstan, sumbu z probe tidak bergerak, yang meningkatkan risiko tabrakan antara probe dan sampel.
Desain dan karakteristik probe
Bentuk dan bahan probe SPM bergantung pada teknik khusus yang digunakan, dan bentuk ujung probe sangat penting untuk resolusi mikroskop. Semakin halus probe, semakin tinggi resolusinya, dan untuk mencapai resolusi atom, ujung probe harus berupa atom tunggal.
Keuntungan dan Kerugian Mikroskopi Probe PemindaianSelama pencitraan mikroskopi, ujung probe mungkin tidak dapat mencapai resolusi yang diharapkan, yang mungkin disebabkan oleh tumpulnya probe yang berlebihan atau beberapa puncak.
Keuntungan utama mikroskopi probe pemindaian adalah daya pemisahan bebas difraksi, tetapi fitur ini juga merupakan keterbatasannya karena waktu pemindaian yang lama. Informasi spasial selama proses pemindaian tertanam dalam rangkaian waktu, yang dapat menyebabkan ketidakpastian pengukuran.
Mikroskopi Fotoarus Pemindaian (SPCM)
Sebagai anggota mikroskop probe pemindaian, SPCM menggunakan sinar laser terfokus sebagai sumber eksitasi lokal untuk mempelajari sifat optoelektronik bahan. Teknologi ini sangat penting untuk mempelajari nanostruktur semikonduktor.
Melalui SPCM, parameter utama seperti panjang karakteristik arus, kinetika rekombinasi, dan konsentrasi doping dapat dianalisis.
Perangkat lunak visualisasi dan analisis data
Data yang dihasilkan oleh mikroskopi probe pemindaian sering kali perlu dianalisis dan disajikan menggunakan perangkat lunak visualisasi profesional. Ada berbagai pilihan perangkat lunak komersial dan gratis yang tersedia di pasaran yang memungkinkan pengguna untuk lebih memahami data yang diperoleh.
Perkembangan dalam mikroskop pemindaian terowongan dan mikroskop gaya atom terus mendorong kemajuan dalam nanoteknologi, tetapi apakah ini berarti kita akan menghadapi lebih banyak tantangan di masa mendatang?
