میکروسکوپ پراب پویشی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

میکروسکوپ‌های پروبی روبشی (به انگلیسی: SPM:Scanning probe microscopy) از یک پروب که بر روی نمونه حرکت می‌کند، برای بررسی سطح نمونه‌ها استفاده می‌کنند. با استفاده از این میکروسکوپ‌ها علاوه بر توپوگرافی سطح، می‌توان راجع به اصطکاک، مغناطش، خواص حرارتی و الاستیسیته‌ی سطح نیز اطلاعاتی بدست آورد که با استفاده از روش‌های دیگر قابل دستیابی نیستند. در این میکروسکوپ، نوک یک پروب سالم و ایده آل، بسیار تیز بوده، بطوریکه در نوک آن تنها یک اتم جای می گیرد؛ بنابراین از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است و به دلیل ابعاد بسیار کوچک خود می‌تواند در حد نانومتر، کوچکترین پستی یا بلندی ها را در سطح نمونه آنالیز نماید و با استفاده از تجهیزات و نرم افزارهای موجود در دستگاه، داده های بدست آمده را بصورت تصویر بر نمایشگر نمایش دهد.

تاریخچه[ویرایش]

نقطه شروع SPM، اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی STM در سال 1982 توسط بنیگ (G. Bennig) و روهرر (H. Rohrer) بود که جایزه نوبل فیزیک در سال 1986 برای این اختراع به آنان اختصاص یافت[۱] [۲] [۳]. میکروسکوپ پروبی روبشی، در طی دو دهه‌ی بعد از اختراع شدنش، کاربرد گسترده‌ای در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف از توسعه محیط‌های ذخیره مغناطیسی تا بیولوژی ساختاری یافته است. درنتیجه، کاربران این روش از زیست‌شناسان و پژوهشگران پزشکی تا فیزیکدانان و مهندسین، از قدرت تفکیک بی‌رقیب و به کارگیری نسبتا آسان این روش، بهره‌مند می‌شوند.

طبقه‌بندی[ویرایش]

علاوه بر تکنیک‌های ذکر شده در بالا، تکنیک‌های متعدد دیگری نیز بر پایهٔ میکروسکوپ‌های پروبی روبشی به وجود آمده‌اند که کاربردهای کمتری داشته و برای مقاصد خاص مناسب هستند. از جمله:

شرایط کارکرد[ویرایش]

معمولاً میکروسکوپ‌های پروبی روبشی به آماده‌سازی نمونه و یا خلاء بسیار بالا که برای میکروسکوپ‌های الکترونی لازم است، نیازی ندارند.

کاربرد[ویرایش]

در علوم زیستی[ویرایش]

چون خلاء بسیار بالا و پرتوهای الکترونی به نمونه‌های زنده آسیب می‌رساند، در علوم زیستی بیشتر از میکروسکوپ‌های پروبی روبشی استفاده می‌شود. علاوه بر این به علت قابلیت مطالعهٔ نمونه‌ها در محلول آبی، امکان بررسی را در شرایط شبه بیولوژیکی فراهم می‌کند.

در علم مواد[ویرایش]

میکروسکوپ‌های پروبی روبشی را می‌توان برای تصویر برداری از اکثر مواد بکار برد. این تکنیک‌ها برای تعیین خصوصیات سطحی مانند تخلخل، اندازه دانه، مرز دانه، ترک‌ها، عیوب بلوری و ... بکار می‌رود.

جستارهای وابسته[ویرایش]


منابع[ویرایش]

  1. G. Binnig and H. Rohrer, “Scanning tunneling microscopy”, Helv. Phys. Acta 55,726-735,1982
  2. G. Binnig, HRohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel, “7×7 reconstruction on Si (111)resolved in real space”, Phys. Rev Lett. 50 (2), 120-123 1983
  3. G. Binnig, H. Rohrer, C. Gerber, E. Weibel, “Surface studies by scanningtunneling microscopy”, Phys. Rev. Lett. 49, 57–61 1982
  • R. Wisendanger, Scanning probe microscopy and spectroscopy: Methods and applications, Cambridge University Press, Cambridge, 1994.

منابعی برای مطالعه بیشتر[ویرایش]