Kính hiển vi Scan Probe đa chức năng là một công cụ phân tích bề mặt có độ phân giải cao kết hợp công nghệ Scan Probe Microscope (SPM) và nhiều tính năng khác. Nó có độ phân giải không gian siêu cao, có thể phát hiện hình dạng bề mặt ở quy mô nano và các tính chất vật lý, hóa học cục bộ, đồng thời có nhiều chế độ đo lường, thích hợp cho nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như vật lý, hóa học, sinh học. Ưu điểm là nó không chỉ cung cấp hình ảnh bề mặt của kính hiển vi thăm dò quét truyền thống, mà còn thực hiện các thử nghiệm đa chức năng về kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), kính hiển vi đường hầm quét (STM), dòng điện, từ tính, độ dẫn nhiệt, v.v.

Kính hiển vi quét đa chức năngThành phần chính:
1. Đầu dò quét: Đầu dò là thành phần cốt lõi của kính hiển vi thăm dò quét. Nó thường được làm bằng vật liệu kim loại hoặc gốm rất sắc nét, với bán kính đầu nhọn có thể đạt đến cấp độ nano. Hình dạng của đầu dò, kích thước của đầu nhọn, vật liệu và các yếu tố khác đều ảnh hưởng đến độ chính xác và chất lượng của phép đo.
2. Nền tảng quét: Nền tảng quét là phần hỗ trợ mẫu, có thể nhận ra sự di chuyển của độ chính xác nhỏ trong ba chiều. Nền tảng thường được điều khiển bởi một động cơ có độ chính xác cao, có thể đạt được sự dịch chuyển nhỏ của mẫu theo hướng X, Y, Z để quét toàn bộ bề mặt mẫu.
3. Hệ thống phản xạ laser: Ở chế độ AFM, chùm tia laser có thể đo chính xác sự thay đổi dịch chuyển nhỏ của đầu dò bằng gương phản xạ trên đầu dò, do đó thu được thông tin về độ cao của bề mặt mẫu.
4. Bộ điều khiển và hệ thống thu thập dữ liệu: Hệ thống điều khiển chịu trách nhiệm điều chỉnh các thông số quét (chẳng hạn như tốc độ quét, khoảng cách giữa đầu dò và mẫu, v.v.) và xử lý và phân tích dữ liệu thu thập được. Hệ thống thu thập dữ liệu thường kết hợp bộ khuếch đại có độ nhạy cao và dụng cụ số hóa để chuyển thông tin về sự tương tác của đầu dò với mẫu thành tín hiệu có thể nhận dạng được bằng máy tính.
5. Mô-đun chức năng: Mô-đun chức năng đặc biệt bao gồm mô-đun đo điện, từ, nhiệt, v.v. Các mô-đun này có thể được lắp đặt trong các hệ thống kính hiển vi để thực hiện chuyển đổi và thử nghiệm các chế độ đo khác nhau.
Các tính năng chính của kính hiển vi thăm dò quét đa chức năng:
1. Đo hình dạng bề mặt: Có khả năng cung cấp hình ảnh bề mặt có độ phân giải cao, tiết lộ cấu trúc vi mô của bề mặt. Thông qua chế độ AFM, bạn có thể thu được hình ảnh ba chiều về hình dạng bề mặt với độ phân giải lên đến cấp độ subnanomet.
2. Đo lực cục bộ: Ở chế độ AFM, lực tương tác giữa đầu dò và bề mặt mẫu ảnh hưởng đến chuyển động của đầu dò, do đó, sự thay đổi của lực này được đo bằng hệ thống điều khiển phản hồi. Thông qua đường cong khoảng cách lực, các tính chất cơ học như mô đun đàn hồi, lực bám dính của mẫu có thể thu được.
3. Đo điện và từ: có thể thực hiện các phép đo tính chất điện của dòng điện cục bộ, tiềm năng, độ dẫn cục bộ và các tính chất điện khác. Trong chế độ STM, thông tin cấu trúc điện tử trên bề mặt mẫu có thể thu được; Và chế độ đo từ tính có thể tiết lộ cấu trúc từ tính cục bộ của vật liệu, chẳng hạn như sự phân bố và tương tác của các hạt từ tính, v.v.
4. Độ dẫn nhiệt và dẫn nhiệt: Bằng cách đo hiệu ứng nhiệt điện, độ dẫn nhiệt của vật liệu có thể được đánh giá. Sự khác biệt về độ dẫn nhiệt của các vật liệu khác nhau có ý nghĩa quan trọng ở quy mô nano, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ nano, nơi đo lường chính xác các tính chất nhiệt học có thể hướng dẫn thiết kế và ứng dụng vật liệu mới.
5. Phân tích thành phần hóa học: Kết hợp với các kỹ thuật khác (chẳng hạn như kính hiển vi điện hóa quét (SECM)), phân tích thành phần hóa học bề mặt có thể được thực hiện để theo dõi quá trình phản ứng hóa học của mẫu thông qua phản ứng điện hóa cục bộ.