2.6 Mikroskopy

 elektronový mikroskop omezení optických mikroskopů …. světlo:   0.5 m vidět více! poč. 30. let: elektronový mikroskop elektron také vlna velká en.  malá   vidíme  Å dopadající e interakční objem SEM TEM prošlé e (ne)pružnĕ rozptýlené e  transmisní elektronový mikroskop

 řádkovací elektronový mikroskop (SEM .. scanning electron microscope) dopadající e interakční objem zpětný odraz charakteristické rtg Augerovy e SEM sekundární e TEM prošlé e (ne)pružnĕ rozptýlené e slitina Cu-Nb-Fe

Augerovy elektrony Au na povrchu Si(111)

charakteristické rtg  složení vzorku

obrázky ze SEM (neomezená hloubka ostrosti x optika) černá vdova (x 500) toaletní papír ( x 500) radiolara ( x 750) inj. stříkačka (x 100) kapičky Sn na povrchu GaAs http://www.mos.org/sln/sem/sem.html

 STM (scanning tunneling microscope) U měřím proud Scanning Probe Microscopes (SPM). Využití atomových hrotů.  STM (scanning tunneling microscope) U měřím proud (kvantový tunelový jev) I ~ e-d vakuum 1965-71 Russell D. Young (Topografiner) + - I PC Binnig, Rohrer (1986 N.c.) velký mechanický problém využití piezoelektrického jevu: napětí na piezoel. materiálu mřížová konstanta (měním délku) Gerd Binnig * 1947 Heinrich Rohrer * 1933

modré - místa adsorpce H povrch Au http://www.physics.purdue.edu/nanophys/stm.html STM obrázek atomu Au na povrchu Cu(111) potaženém NaCl – dva různé nábojové stavy. Gd na povrchu W, modré - místa adsorpce H

D.M. Eigler, E.K. Schweizer. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature 344, 524-526 (1990). M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler, E.J. Heller. Waves on a metal surface and quantum corrals. Surface Review and Letters 2 (1), 127-137 (1995). (atomy Fe na povrchu (111) Cu) STM rounds up electron waves at the QM corral. Physics Today 46 (11), 17-19 (1993). http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/gallery.html

Cu on Cu (111) SPECS Scientific Instruments, Inc. 9 K 12 K

 AFM (atomic force microscope)

proměnné prohnutí ramena konstantní prohnutí ramena mód: kontaktní nekontaktní mód - změna oscilací (uplatňují se Van der Waalsovy, elektrostatické, magnetické nebo kapilární síly) měřítko: 10-10 10-6 10-4 x 108 10-2m 102 m 104 m x 104

přesná detekce prohnutí è - laser, piezoel. materiály pružná ramena è ostré hroty è ~ mm - nm vysoké rozlišení detekce pozice hrotu è zpětná vazba è

 MFM (magnetic force microscope) F ~ m.H m: magnetický moment hrotu H: magnetické pole vzorku DC AC AFM MFM 20m x 20 m

rozdílné sondy  různé pohledy na tentýž objekt !! TEM SEM STM AFM MFM rozlišení ~ 1 nm ~ 10nm - 1m ~ Å ~ Å + rychlé, můžeme pozorovat větší objekty, časový vývoj pomalejší + - vzorek v kapalině (AFM) - biologie + krystaly lysozomu + magnetický stav rozdílné sondy  různé pohledy na tentýž objekt !! difrakce (LEED, synchrotron, ....) rozlišení > 0.1 Å

rozdílné sondy  různé pohledy na tentýž objekt !! Wang et al., Nature 439, 303-306 (2006)