掃描探針顯微鏡八大種類及各自原理介紹

一、磁力顯微鏡（MFM）

磁力顯微鏡（ Magnetic Force Microscopy，MFM），也是運用一種受迫振動的探針來掃描樣品外表，所不同的是這種探針是沿著其長度方向磁化了的鎳探針或鐵探針。當這一振動探針接近一塊磁性樣品時，探針尖端就會像一個條狀磁鐵的北極和南極那樣，與樣品中磁疇互相作用而感遭到磁力，并使其共振頻率發作變化，從而改動其振幅。這樣檢測探針尖端的運動，就能夠進而得到樣品外表的磁特性。

二、靜電力顯微鏡（EFM）

在靜電力顯微鏡（ Electron Force Microscopy，EFM）中，針尖和樣品起到一個平行的板極電容器中兩塊極板的作用。當其在樣品外表掃描時，其振動的振幅遭到樣品中電荷產生的靜電力的影響。應用這一現象，就能夠經過掃描時取得的靜電力圖象來研討樣品的外表信息。

 三、彈道電子發射顯微術（BEEM）

彈道電子發射顯微鏡是在掃描隧道顯微鏡的根底上開展起來的，它所用的樣品是由金屬/半導體或半導體/半導體構成的肖特基勢壘異質結。當針尖被調理到接近異質結外表時經過真空隧道效應，針尖向金屬/半導體發射彈道電子。經過察看針尖掃描時各點的基極一搜集極電流I和電壓V，能夠直接得到外表下界面構造的三維圖象和外表形貌。

四、掃描離子電導顯微鏡（SICM）

掃描離子電導顯微鏡是由 Hasma等人設計的一種用于生物學和電生理學研討的微觀探測儀器。它是將一個充溢電解液的微型滴管當作探針，非導電樣品放在一個電解液存儲池底部，將滴管探針調理到樣品外表左近，監測電解液電極和存儲池中另一電極之間的電導變化。當微型滴管接近外表時，允許離子流過的空間減少，離子電導也隨之減小。在滴管探針（或樣品）橫向掃描時，經過反應控制電路使探針（或樣品）上下挪動以堅持電導守恒，則探針運動的軌跡代表了樣品的外表形貌。

五、掃描熱顯微鏡

掃描熱顯微鏡用于探測樣品外表的熱量流失，可測出樣品外表溫度在幾十微米尺度上小于萬分之一度的變化。掃描熱顯微鏡的探針是一根外表掩蓋有鎳層的鎢絲，鎳層與鎢絲之間是絕緣體，在尖端二者相連，這一鎢鎳接點起熱電偶的作用。探針穩定到樣品外表后，向結點通直流電加熱，針尖的溫度穩定下來時要比四周環境溫度高。由于樣品是固體，導熱性能比空氣好，所以當加熱后的針尖向樣品外表靠近時，針尖的熱量向樣品流失使針尖的溫度降落。經過反應回路調理針尖與樣品間距，從而控制恒溫掃描，和取得樣品外表起伏的情況。

六、掃描隧道電位儀（sTP）

掃描隧道電位儀（ Scanning Tunneling Potentionmetry，STP）是用于研討電子經過凝聚態物質時的遷移。它能夠同時外表形貌的電勢散布，因此能夠用來研討經過顆粒構造、缺陷和界面的電導。掃描隧道電位儀是在掃描隧道顯微鏡的樣品外表又加了一個電極，樣品與針尖之間加交流電壓，反應系統應用這一交流電壓產生的交流隧道電流來控制在掃描時隧道間隙的恒定。

七、光子掃描隧道顯微鏡（PSTM） 

光子掃描隧道顯微鏡（ Photon Scanning Tunneling Microscope， PSTMM）是用光學探針探測樣品外表左近被內全反射光所鼓勵的瞬衰場，從而取得外表構造的信息，即它是應用光子的隧道效應。

八、 掃描近場光學顯微鏡（ SNONM）

掃描近場光學顯微鏡（Scanning Near-Field Optical Microscope， SNOM），運用一個孔闌限制的光纖探針去探測樣品左近的輻射。將光探針以恒高形式在樣品外表掃描，能夠得到光的顯微圖象。假如用電子反應線路調理探針的高度來堅持光強的恒定，則得到樣品外表的形貌。