មីក្រូស្កូបស្កែនស្កែន៖ ប្រភេទ និងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

Kuvaytsev Alexander Vyacheslavovich
វិទ្យាស្ថានវិស្វកម្ម និងបច្ចេកវិទ្យា Dimitrovgrad សាខានៃសាកលវិទ្យាល័យស្រាវជ្រាវជាតិនុយក្លេអ៊ែរ "MEPhI"
សិស្ស

ចំណារពន្យល់
អត្ថបទនេះពិពណ៌នាអំពីគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃមីក្រូទស្សន៍ស៊ើបអង្កេត។ នេះគឺជាបច្ចេកវិទ្យាថ្មីជាមូលដ្ឋានដែលអាចដោះស្រាយបញ្ហាក្នុងវិស័យចម្រុះដូចជា ទំនាក់ទំនង បច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្រ្ត មីក្រូអេឡិចត្រូនិច និងថាមពល។ បច្ចេកវិទ្យាណាណូនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍នឹងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ធនធានយ៉ាងច្រើន ហើយនឹងមិនដាក់សម្ពាធលើបរិស្ថាននោះទេ ពួកគេនឹងដើរតួនាទីឈានមុខគេក្នុងជីវិតរបស់មនុស្សជាតិ ដូចជាឧទាហរណ៍ កុំព្យូទ័របានក្លាយជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃជីវិតរបស់មនុស្ស។

មីក្រូស្កូបស្កែនស្កែន៖ ប្រភេទ និងគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

Kuvaytsev Aleksandr Vyacheslavovich
វិទ្យាស្ថានវិស្វកម្ម និងបច្ចេកវិទ្យា Dimitrovgrad នៃសាកលវិទ្យាល័យស្រាវជ្រាវជាតិនុយក្លេអ៊ែរ MEPHI
សិស្ស

អរូបី
អត្ថបទនេះពិពណ៌នាអំពីគោលការណ៍នៃមីក្រូទស្សន៍អង្កេត។ វាគឺជាបច្ចេកវិទ្យាថ្មីមួយដែលអាចដោះស្រាយបញ្ហាក្នុងវិស័យចម្រុះដូចជា ទំនាក់ទំនង ជីវបច្ចេកវិទ្យា មីក្រូអេឡិចត្រូនិច និងថាមពល។ បច្ចេកវិទ្យាណាណូនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍នឹងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ធនធានយ៉ាងច្រើន និងមិនដាក់សម្ពាធលើបរិស្ថាន ពួកគេនឹងដើរតួនាទីឈានមុខគេក្នុងជីវិតមនុស្ស ជាឧទាហរណ៍ កុំព្យូទ័របានក្លាយជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃជីវិតរបស់មនុស្ស។

នៅសតវត្សរ៍ទី 21 បច្ចេកវិទ្យាណាណូកំពុងទទួលបានប្រជាប្រិយភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលជ្រាបចូលទៅក្នុងគ្រប់វិស័យនៃជីវិតរបស់យើង ប៉ុន្តែវានឹងមិនមានភាពជឿនលឿនអ្វីឡើយ ប្រសិនបើគ្មានវិធីសាស្រ្តថ្មីនៃការស្រាវជ្រាវពិសោធន៍ ដែលផ្តល់ព័ត៌មានច្រើនបំផុតមួយគឺវិធីសាស្ត្រស្កែនមីក្រូទស្សន៍ស្កែន។ ត្រូវបានបង្កើត និងចែកចាយដោយអ្នកឈ្នះរង្វាន់ណូបែលក្នុងឆ្នាំ 1986 - សាស្រ្តាចារ្យ Heinrich Rohrer និងវេជ្ជបណ្ឌិត Gerd Binnig ។

បដិវត្តន៍ពិតប្រាកដមួយបានកើតឡើងនៅក្នុងពិភពលោកជាមួយនឹងការមកដល់នៃវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការមើលឃើញអាតូម។ ក្រុមអ្នកចូលចិត្តចាប់ផ្តើមលេចឡើង ដោយរចនាឧបករណ៍ផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ។ ជាលទ្ធផល ដំណោះស្រាយជោគជ័យជាច្រើនត្រូវបានទទួលសម្រាប់ការមើលឃើញលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃការស៊ើបអង្កេតជាមួយនឹងផ្ទៃ។ បច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការផលិតការស៊ើបអង្កេតដែលមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រចាំបាច់ត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ដូច្នេះតើអ្វីទៅជាមីក្រូទស្សន៍អង្កេត? ដំបូងបង្អស់ នេះគឺជាការស៊ើបអង្កេតដោយខ្លួនវាផ្ទាល់ ដែលពិនិត្យមើលផ្ទៃនៃគំរូ ប្រព័ន្ធសម្រាប់ផ្លាស់ទីការស៊ើបអង្កេតទាក់ទងទៅនឹងគំរូនៅក្នុងតំណាងពីរវិមាត្រ ឬបីវិមាត្រ (ផ្លាស់ទីតាមកូអរដោនេ X-Y ឬ X-Y-Z) ក៏ចាំបាច់ផងដែរ។ ទាំងអស់នេះត្រូវបានបំពេញបន្ថែមដោយប្រព័ន្ធកត់ត្រាដែលជួសជុលតម្លៃនៃមុខងារដែលអាស្រ័យលើចម្ងាយពីការស៊ើបអង្កេតទៅគំរូ។ ប្រព័ន្ធចុះឈ្មោះជួសជុល និងចងចាំតម្លៃនៃកូអរដោនេមួយ។

ប្រភេទសំខាន់ៗនៃមីក្រូទស្សន៍ស្កែនអាចបែងចែកជា 3 ក្រុម៖

1. ការស្កែនមីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដី - រចនាឡើងដើម្បីវាស់ស្ទង់ភាពធូរស្រាលនៃផ្ទៃចរន្តជាមួយនឹងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់នៃលំហ។
   នៅក្នុង STM ម្ជុលដែកមុតស្រួចត្រូវបានឆ្លងកាត់គំរូនៅចម្ងាយដ៏ខ្លីបំផុត។ នៅពេលដែលចរន្តតូចមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅម្ជុលនោះចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដីកើតឡើងរវាងវានិងគំរូតម្លៃដែលត្រូវបានកត់ត្រាដោយប្រព័ន្ធថត។ ម្ជុលត្រូវបានឆ្លងកាត់លើផ្ទៃទាំងមូលនៃគំរូ និងចាប់យកការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុតនៅក្នុងចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដី ដោយសារតែផែនទីសង្គ្រោះនៃផ្ទៃគំរូលេចចេញមក។ STM គឺជាប្រភេទមីក្រូទស្សន៍ស្កែនដំបូងគេបង្អស់ នៅសល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលក្រោយ។
2. មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិកស្កែន - ប្រើដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃនៃគំរូជាមួយនឹងដំណោះស្រាយរហូតដល់អាតូមិច។ មិនដូច STM ទេ មីក្រូទស្សន៍នេះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីពិនិត្យមើលទាំងផ្ទៃ conductive និង non-conductive។ ដោយសារតែសមត្ថភាពមិនត្រឹមតែស្កែនប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងរៀបចំអាតូមផងដែរវាត្រូវបានគេហៅថាថាមពល។
3. មីក្រូទស្សន៍អុបទិកជិតវាលគឺជាមីក្រូទស្សន៍អុបទិក "កម្រិតខ្ពស់" ដែលផ្តល់នូវគុណភាពបង្ហាញប្រសើរជាងមីក្រូទស្សន៍អុបទិកធម្មតា។ ការកើនឡើងនៃដំណោះស្រាយរបស់ BOM ត្រូវបានសម្រេចដោយការចាប់យកពន្លឺពីវត្ថុដែលកំពុងសិក្សានៅចម្ងាយតូចជាងរលកចម្ងាយ។ ប្រសិនបើការស៊ើបអង្កេតរបស់មីក្រូទស្សន៍ត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍សម្រាប់ស្កែនវាលលំហ នោះមីក្រូទស្សន៍បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា មីក្រូទស្សន៍អុបទិកស្កែននៃវាលនៅជិត។ មីក្រូទស្សន៍បែបនេះធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានរូបភាពនៃផ្ទៃជាមួយនឹងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។

រូបភាព (រូបទី 1) បង្ហាញពីគ្រោងការណ៍សាមញ្ញបំផុតនៃមីក្រូទស្សន៍ស៊ើបអង្កេត។

រូបភាពទី 1. - គ្រោងការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃមីក្រូទស្សន៍ស៊ើបអង្កេត

ការងាររបស់វាត្រូវបានផ្អែកលើអន្តរកម្មនៃផ្ទៃគំរូជាមួយនឹងការស៊ើបអង្កេត វាអាចជា cantilever ម្ជុល ឬឧបករណ៍ស្ទង់អុបទិក។ ជាមួយនឹងចម្ងាយតូចមួយរវាងការស៊ើបអង្កេត និងវត្ថុនៃការសិក្សា សកម្មភាពនៃកម្លាំងអន្តរកម្ម ដូចជាការច្រានចោល ការទាក់ទាញជាដើម និងការបង្ហាញពីផលប៉ះពាល់ ដូចជាការជីករូងក្រោមដីអេឡិចត្រុង អាចត្រូវបានកត់ត្រាដោយប្រើឧបករណ៍ចុះឈ្មោះ។ ដើម្បីស្វែងរកកម្លាំងទាំងនេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារសើបខ្លាំងត្រូវបានប្រើដែលអាចរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុត។ បំពង់ Piezo ឬម៉ាស៊ីនស្កេនប៉ារ៉ាឡែលយន្តហោះ ត្រូវបានប្រើជាប្រព័ន្ធស្កែនកូអរដោណេ ដើម្បីទទួលបានរូបភាពរ៉ាស្ទ័រ។

ការលំបាកបច្ចេកទេសចម្បងក្នុងការបង្កើតមីក្រូទស្សន៍ស្កែនរួមមាន:

1. ការធានានូវភាពត្រឹមត្រូវនៃមេកានិច
2. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវតែមានភាពប្រែប្រួលអតិបរមា
3. ចុងបញ្ចប់នៃការស៊ើបអង្កេតត្រូវតែមានវិមាត្រអប្បបរមា
4. បង្កើតប្រព័ន្ធបោសសំអាត
5. ធានាបាននូវភាពរលោងនៃការស៊ើបអង្កេត

ស្ទើរតែជានិច្ចកាល រូបភាពដែលទទួលបានដោយមីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែន ពិបាកក្នុងការបកស្រាយ ដោយសារការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយក្នុងការទទួលបានលទ្ធផល។ តាមក្បួនមួយ ដំណើរការគណិតវិទ្យាបន្ថែមគឺត្រូវបានទាមទារ។ ចំពោះបញ្ហានេះកម្មវិធីឯកទេសត្រូវបានប្រើប្រាស់។

បច្ចុប្បន្ននេះ ការស្កែនស្កែន និងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ត្រូវបានប្រើជាវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវបន្ថែម ដោយសារលក្ខណៈរូបវន្ត និងបច្ចេកទេសមួយចំនួន។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំកន្លងមកនេះ ការប្រើប្រាស់មីក្រូទស្សន៍អង្កេតបានធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រតែមួយគត់ក្នុងវិស័យរូបវិទ្យា គីមីវិទ្យា និងជីវវិទ្យា។ មីក្រូទស្សន៍ដំបូងគ្រាន់តែជាឧបករណ៍ - សូចនាករដែលជួយក្នុងការស្រាវជ្រាវ ហើយគំរូទំនើបគឺជាស្ថានីយការងារពេញលេញ រួមទាំងវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវរហូតដល់ 50 ផ្សេងៗគ្នា។

ភារកិច្ចចម្បងនៃបច្ចេកទេសកម្រិតខ្ពស់នេះគឺដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលវិទ្យាសាស្រ្តប៉ុន្តែការអនុវត្តសមត្ថភាពនៃឧបករណ៍ទាំងនេះក្នុងការអនុវត្តតម្រូវឱ្យមានគុណវុឌ្ឍិខ្ពស់ពីអ្នកឯកទេស។

7. ការអនុវត្តមីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែនសម្រាប់ការសិក្សាវត្ថុជីវសាស្រ្ត

7. ការ​ប្រើ​មីក្រូទស្សន៍​ស្កែន​សម្រាប់​សិក្សា​វត្ថុ​ជីវសាស្ត្រ ១

៧.១. គោលដៅការងារ ២

៧.២. ព័ត៌មានសម្រាប់គ្រូ ៣

៧.៤. សេចក្តីណែនាំ ៣១

៧.៥. សុវត្ថិភាព ៣២

៧.៦. កិច្ចការ 32

៧.៧. សំណួរសុវត្ថិភាព ៣២

៧.៨. អក្សរសិល្ប៍ ៣២

ការងារមន្ទីរពិសោធន៍ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋ Nizhny Novgorod ។ N.I. Lobachevsky

7.1. គោលដៅនៃការងារ

ការសិក្សាអំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រ morphological នៃរចនាសម្ព័ន្ធជីវសាស្រ្ត គឺជាកិច្ចការសំខាន់មួយសម្រាប់អ្នកជីវវិទូ ដោយសារទំហំ និងរូបរាងនៃរចនាសម្ព័ន្ធមួយចំនួនភាគច្រើនកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិសរីរវិទ្យារបស់វា។ ការប្រៀបធៀបទិន្នន័យ morphological ជាមួយនឹងលក្ខណៈមុខងារ មនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានព័ត៌មានពេញលេញអំពីការចូលរួមរបស់កោសិការស់ក្នុងការរក្សាតុល្យភាពសរីរវិទ្យានៃរាងកាយមនុស្ស ឬសត្វ។

ពីមុនអ្នកជីវវិទូ និងគ្រូពេទ្យមានឱកាសសិក្សាការត្រៀមលក្ខណៈរបស់ពួកគេតែលើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក និងអេឡិចត្រុងប៉ុណ្ណោះ។ ការសិក្សាទាំងនេះបានផ្តល់នូវរូបភាពមួយចំនួននៃ morphology នៃកោសិកាដែលបានជួសជុល ស្នាមប្រឡាក់ និងជាមួយនឹងថ្នាំកូតដែកស្តើងដែលទទួលបានដោយការ sputtering ។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការសិក្សាអំពី morphology នៃវត្ថុមានជីវិត ការផ្លាស់ប្តូររបស់វាក្រោមឥទ្ធិពលនៃកត្តាផ្សេងៗ ប៉ុន្តែវាជាការល្បួងខ្លាំងណាស់។

មីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែនស្កែន (SPM) បានបើកលទ្ធភាពថ្មីក្នុងការសិក្សាអំពីកោសិកា បាក់តេរី ម៉ូលេគុលជីវសាស្រ្ត និង DNA ក្រោមលក្ខខណ្ឌជិតស្និទ្ធបំផុតតាមដែលអាចធ្វើទៅបានចំពោះមនុស្សដើម។ SPM អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសិក្សាវត្ថុជីវសាស្រ្តដោយមិនមានសារធាតុជួសជុលពិសេស និងថ្នាំជ្រលក់ក្នុងខ្យល់ ឬសូម្បីតែនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុករាវ។

បច្ចុប្បន្ននេះ SPM ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងមុខវិជ្ជាជាច្រើន ទាំងក្នុងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រជាមូលដ្ឋាន និងក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ដែលបានអនុវត្ត។ វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវជាច្រើននៃប្រទេសត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍មីក្រូទស្សន៍អង្កេត។ ក្នុងន័យនេះតម្រូវការសម្រាប់អ្នកឯកទេសដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់កំពុងកើនឡើងឥតឈប់ឈរ។ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការនេះ NT-MDT (Zelenograd ប្រទេសរុស្ស៊ី) បានបង្កើតមន្ទីរពិសោធន៍អប់រំ និងវិទ្យាសាស្ត្រឯកទេសសម្រាប់ការស្កែនមីក្រូស្កូបស្កែន។ អ្នកអប់រំណាណូ.

SPM Nano អ្នកអប់រំរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់សិស្សានុសិស្សដើម្បីធ្វើការងារមន្ទីរពិសោធន៍។ ឧបករណ៍នេះមានគោលបំណងសម្រាប់សិស្សនិស្សិត៖ វាត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងពេញលេញដោយកុំព្យូទ័រ មានចំណុចប្រទាក់សាមញ្ញ និងវិចារណញាណ ការគាំទ្រចលនា ពាក់ព័ន្ធនឹងការអភិវឌ្ឍន៍បន្តិចម្តងៗនៃបច្ចេកទេស អវត្តមាននៃការកំណត់ស្មុគស្មាញ និងសម្ភារៈប្រើប្រាស់ដែលមានតំលៃថោក។

នៅក្នុងការងារមន្ទីរពិសោធន៍នេះ អ្នកនឹងរៀនអំពីការស្កែនមីក្រូទស្សន៍ស្កែន ស្វែងយល់ពីមូលដ្ឋានគ្រឹះរបស់វា សិក្សាការរចនា និងគោលការណ៍នៃការអប់រំ។ SPM Nano អ្នកអប់រំរៀនពីរបៀបរៀបចំការត្រៀមលក្ខណៈជីវសាស្រ្តសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ ទទួលបានរូបភាព SPM ដំបូងរបស់អ្នកនៃស្មុគស្មាញនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិក និងរៀនមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃដំណើរការ និងការបង្ហាញលទ្ធផលរង្វាស់។

៧.២ ព័ត៌មានសម្រាប់គ្រូបង្រៀន ១

ការងារមន្ទីរពិសោធន៍ត្រូវបានអនុវត្តក្នុងដំណាក់កាលជាច្រើន៖

1. ការរៀបចំគំរូគឺធ្វើឡើងដោយសិស្សម្នាក់ៗរៀងៗខ្លួន។

2. ការទទួលបានរូបភាពទីមួយត្រូវបានអនុវត្តនៅលើឧបករណ៍មួយក្រោមការត្រួតពិនិត្យរបស់គ្រូ បន្ទាប់មកសិស្សម្នាក់ៗពិនិត្យមើលគំរូរបស់គាត់ដោយឯករាជ្យ។

3. ដំណើរការទិន្នន័យពិសោធន៍ដោយសិស្សម្នាក់ៗត្រូវបានអនុវត្តជាលក្ខណៈបុគ្គល។

គំរូសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ៖ បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្រប។

មុនពេលចាប់ផ្តើមការងារ ចាំបាច់ត្រូវជ្រើសរើសការស៊ើបអង្កេតដែលមានលក្ខណៈប្រេកង់អំព្លីទីត (អតិបរមាស៊ីមេទ្រីតែមួយ) ដើម្បីទទួលបានរូបភាពនៃផ្ទៃនៃគំរូដែលកំពុងសិក្សា។

របាយការណ៍មន្ទីរពិសោធន៍គួរតែរួមបញ្ចូលៈ

1. ផ្នែកទ្រឹស្តី (ចម្លើយចំពោះសំណួរត្រួតពិនិត្យ) ។

2. លទ្ធផលនៃផ្នែកពិសោធន៍ (ការពិពណ៌នានៃការស្រាវជ្រាវ លទ្ធផលដែលទទួលបាន និងការសន្និដ្ឋានដែលបានទាញ)។

1. វិធីសាស្រ្តសិក្សា morphology នៃវត្ថុជីវសាស្រ្ត។

2. មីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែន៖

ការរចនា SPM;

ពូជនៃ SPM: STM, AFM;

ទម្រង់ទិន្នន័យ SPM ការមើលឃើញទិន្នន័យ SPM ។

3. ការរៀបចំគំរូសម្រាប់ការសិក្សា SPM៖

morphology និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃកោសិកាបាក់តេរី;

ការរៀបចំការត្រៀមលក្ខណៈសម្រាប់ការសិក្សា morphology ដោយប្រើ SPM ។

4. ស្គាល់ពីកម្មវិធីរចនា និងគ្រប់គ្រងរបស់ SPM NanoEducator ។

5. ការទទួលបានរូបភាព SPM ។

6. ដំណើរការនិងការវិភាគនៃរូបភាពដែលទទួលបាន។ លក្ខណៈបរិមាណនៃរូបភាព SPM ។

វិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការសិក្សា morphology នៃវត្ថុជីវសាស្រ្ត

អង្កត់ផ្ចិតលក្ខណៈនៃកោសិកាគឺ 10  20 µm បាក់តេរី - ពី 0.5 ទៅ 3  5 µm តម្លៃទាំងនេះគឺតូចជាង 5 ដងនៃភាគល្អិតតូចបំផុតដែលអាចមើលឃើញដោយភ្នែកទទេ។ ដូច្នេះ ការសិក្សាដំបូងនៃកោសិកាបានក្លាយទៅជាអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែមានការមកដល់នៃមីក្រូទស្សន៍អុបទិក។ នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី XVII ។ លោក Antonio van Leeuwenhoek បានបង្កើតមីក្រូទស្សន៍អុបទិកដំបូងគេ មុនពេលដែលមនុស្សមិនសង្ស័យថាមានអតិសុខុមប្រាណបង្កជំងឺ និងបាក់តេរី [Ref. ៧ -១]។

មីក្រូទស្សន៍អុបទិក

ភាពលំបាកក្នុងការសិក្សាកោសិកាគឺដោយសារតែពួកវាគ្មានពណ៌ និងមានតម្លាភាព ដូច្នេះហើយការរកឃើញរចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋានរបស់ពួកគេបានកើតឡើងតែបន្ទាប់ពីការបញ្ចូលសារធាតុជ្រលក់ចូលទៅក្នុងការអនុវត្តប៉ុណ្ណោះ។ ថ្នាំជ្រលក់ផ្តល់នូវកម្រិតរូបភាពគ្រប់គ្រាន់។ ដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក មនុស្សម្នាក់អាចបែងចែកវត្ថុដែលមានចម្ងាយ 0.2 µm ពីគ្នាទៅវិញទៅមក ពោលគឺឧ។ វត្ថុតូចបំផុតដែលនៅតែអាចសម្គាល់បាននៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អុបទិកគឺបាក់តេរី និងមីតូខនឌ្រី។ រូបភាពនៃធាតុកោសិកាតូចៗត្រូវបានបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយដោយឥទ្ធិពលដែលបណ្តាលមកពីធម្មជាតិរលកនៃពន្លឺ។

ដើម្បីរៀបចំការត្រៀមលក្ខណៈដែលប្រើប្រាស់បានយូរ កោសិកាត្រូវបានព្យាបាលដោយភ្នាក់ងារជួសជុល ដើម្បីទប់ទល់ និងរក្សាពួកវា។ លើសពីនេះទៀត fixation បង្កើនលទ្ធភាពនៃកោសិកាដើម្បីជ្រលក់ពណ៌, ដោយសារតែ។ ម៉ាក្រូម៉ូលេគុលកោសិកាត្រូវបានតោងជាប់គ្នាដោយតំណភ្ជាប់ឆ្លង ដែលធ្វើឲ្យមានស្ថេរភាព និងជួសជុលពួកវានៅក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយ។ ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ aldehydes និងអាល់កុលដើរតួជាអ្នកជួសជុល (ឧទាហរណ៍ glutaraldehyde ឬ formaldehyde បង្កើតជាចំណង covalent ជាមួយនឹងក្រុមអាមីណូសេរីនៃប្រូតេអ៊ីន និង crosslink ម៉ូលេគុលជិតខាង) ។ បន្ទាប់ពីការជួសជុល ជាលិកាជាធម្មតាត្រូវបានកាត់ជាមួយនឹងមីក្រូតូមចូលទៅក្នុងផ្នែកស្តើងបំផុត (1 ដល់ 10 µm ក្រាស់) ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានដាក់នៅលើស្លាយកញ្ចក់។ ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំនេះ រចនាសម្ព័ន្ធនៃកោសិកា ឬ macromolecules អាចត្រូវបានខូចខាត ដូច្នេះការបង្កកពន្លឺគឺជាវិធីសាស្ត្រដែលពេញចិត្ត។ ជាលិកាដែលកកត្រូវបានកាត់ជាមួយនឹងមីក្រូតូមដែលដាក់ក្នុងបន្ទប់ត្រជាក់។ បន្ទាប់ពីការបែងចែកកោសិកាត្រូវបានប្រឡាក់។ ជាទូទៅថ្នាំជ្រលក់សរីរាង្គត្រូវបានប្រើសម្រាប់គោលបំណងនេះ (ពណ៌បៃតង malachite ខ្មៅស៊ូដង់។ល។)។ ពួកវានីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពស្និទ្ធស្នាលជាក់លាក់សម្រាប់សមាសធាតុកោសិកា ឧទាហរណ៍ hematoxylin មានភាពស្និទ្ធស្នាលចំពោះម៉ូលេគុលដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ដូច្នេះវាធ្វើឱ្យវាអាចរកឃើញ DNA នៅក្នុងកោសិកា។ ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមួយឬផ្សេងទៀតមានវត្តមាននៅក្នុងកោសិកាក្នុងបរិមាណតិចតួច នោះវាងាយស្រួលបំផុតក្នុងការប្រើមីក្រូទស្សន៍ហ្វ្លុយអូរីស។

មីក្រូទស្សន៍ហ្វ្លុយអូរីស

សារធាតុពណ៌ fluorescent ស្រូបយកពន្លឺនៃរលកពន្លឺមួយ ហើយបញ្ចេញពន្លឺនៃរលកមួយទៀត ដែលមានប្រវែងវែងជាង។ ប្រសិនបើសារធាតុបែបនេះត្រូវបាន irradiated ជាមួយពន្លឺដែលប្រវែងរលកត្រូវគ្នានឹងរលកនៃពន្លឺដែលស្រូបយកដោយថ្នាំជ្រលក់ ហើយបន្ទាប់មកតម្រងមួយត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការវិភាគដែលបញ្ជូនពន្លឺជាមួយនឹងរលកពន្លឺដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយថ្នាំជ្រលក់ នោះម៉ូលេគុល fluorescent អាចត្រូវបានរកឃើញ ដោយពន្លឺនៅក្នុងវាលងងឹត។ អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃពន្លឺបញ្ចេញគឺជាលក្ខណៈនៃម៉ូលេគុលបែបនេះ។ ការប្រើប្រាស់សារធាតុជ្រលក់ពណ៌ fluorescent សម្រាប់ស្នាមប្រឡាក់ជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់មីក្រូទស្សន៍ fluorescent ពិសេស។ មីក្រូទស្សន៍បែបនេះគឺស្រដៀងទៅនឹងមីក្រូទស្សន៍អុបទិកធម្មតា ប៉ុន្តែពន្លឺពីឧបករណ៍បំភ្លឺដ៏មានឥទ្ធិពលឆ្លងកាត់តម្រងពីរឈុត - មួយដើម្បីបញ្ឈប់ផ្នែកនៃវិទ្យុសកម្មរបស់ឧបករណ៍បំភ្លឺ។ នៅពីមុខគំរូ និងមួយទៀតដើម្បីត្រងពន្លឺដែលទទួលបានពីគំរូ។ តម្រងទីមួយត្រូវបានជ្រើសរើសតាមរបៀបដែលវាបញ្ជូនពន្លឺនៃរលកពន្លឺដែលធ្វើអោយមានការជ្រលក់ពណ៌ fluorescent ជាក់លាក់។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ តម្រងទីពីររារាំងពន្លឺនៃឧប្បត្តិហេតុនេះ និងអនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺនៃរលកពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយសារធាតុជ្រលក់នៅពេលដែលវាបញ្ចេញពន្លឺ។

មីក្រូទស្សន៍ហ្វ្លុយអូរីស ជារឿយៗត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់ ឬម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតដែលក្លាយទៅជា fluorescent បន្ទាប់ពីត្រូវបានចងភ្ជាប់ជាមួយសារធាតុពណ៌ fluorescent ។ ចំពោះគោលបំណងនេះថ្នាំពណ៌ពីរត្រូវបានគេប្រើជាធម្មតា - fluorescein,ដែលផ្តល់នូវ fluorescence លឿងបៃតងខ្លាំងបន្ទាប់ពីការរំភើបជាមួយនឹងពន្លឺពណ៌ខៀវខ្ចី និង រ៉ូដាមីនបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺពណ៌ក្រហមងងឹតបន្ទាប់ពីការរំភើបជាមួយនឹងពន្លឺពណ៌លឿងបៃតង។ ដោយប្រើទាំង fluorescein និង rhodamine សម្រាប់ស្នាមប្រឡាក់ ការចែកចាយនៃម៉ូលេគុលផ្សេងៗអាចទទួលបាន។

មីក្រូទស្សន៍វាលងងឹត

មធ្យោបាយងាយស្រួលបំផុតដើម្បីមើលព័ត៌មានលម្អិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកាគឺដើម្បីសង្កេតមើលពន្លឺដែលរាយប៉ាយដោយសមាសធាតុផ្សេងៗនៃកោសិកា។ នៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍វាលងងឹត កាំរស្មីពីឧបករណ៍បំភ្លឺត្រូវបានដឹកនាំពីចំហៀង ហើយមានតែកាំរស្មីដែលខ្ចាត់ខ្ចាយចូលទៅក្នុងគោលដៅមីក្រូទស្សន៍។ ដូច្នោះហើយ ក្រឡាមើលទៅដូចជាវត្ថុបំភ្លឺក្នុងទីងងឹត។ គុណសម្បត្តិចម្បងមួយនៃមីក្រូទស្សន៍វាលងងឹតគឺសមត្ថភាពក្នុងការសង្កេតមើលចលនារបស់កោសិកាអំឡុងពេលការបែងចែក និងការធ្វើចំណាកស្រុក។ ចលនាកោសិកាមានទំនោរមានភាពយឺតយ៉ាវ និងពិបាកសង្កេតក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង។ ក្នុង​ករណី​នេះ ការ​ថត​វីដេអូ​ដោយ​ស៊ុម​ដោយ​ស៊ុម (តាម​ពេល​វេលា) ថត​វីដេអូ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ។ ក្នុងករណីនេះ ស៊ុមជាប់គ្នាត្រូវបានបំបែកតាមពេលវេលា ប៉ុន្តែនៅពេលដែលការថតត្រូវបានចាក់ឡើងវិញក្នុងល្បឿនធម្មតា រូបភាពនៃព្រឹត្តិការណ៍ពិតនឹងបង្កើនល្បឿន។

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ កាមេរ៉ាវីដេអូ និងបច្ចេកវិទ្យារូបភាពដែលពាក់ព័ន្ធបានបង្កើនសមត្ថភាពនៃមីក្រូទស្សន៍អុបទិកយ៉ាងខ្លាំង។ សូមអរគុណចំពោះការអនុវត្តរបស់ពួកគេ វាអាចទៅរួចដើម្បីយកឈ្នះលើការលំបាកដែលបណ្តាលមកពីភាពប្លែកនៃសរីរវិទ្យារបស់មនុស្ស។ ពួកគេគឺថា:

1. នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា ភ្នែកមិនចុះឈ្មោះពន្លឺខ្សោយខ្លាំងទេ។

2. ភ្នែកមិនអាចរកឃើញភាពខុសប្លែកគ្នាតិចតួចនៅក្នុងអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយភ្លឺនោះទេ។

ទីមួយនៃបញ្ហាទាំងនេះត្រូវបានយកឈ្នះដោយការភ្ជាប់កាមេរ៉ាវីដេអូដែលមានភាពរសើបខ្លាំងជ្រុលទៅនឹងមីក្រូទស្សន៍។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសង្កេតមើលកោសិកាសម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរនៅឯការបំភ្លឺទាប ដោយមិនរាប់បញ្ចូលការប៉ះពាល់យូរទៅនឹងពន្លឺភ្លឺ។ ប្រព័ន្ធរូបភាពមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់ការសិក្សាអំពីម៉ូលេគុល fluorescent នៅក្នុងកោសិការស់នៅ។ ដោយសាររូបភាពត្រូវបានផលិតដោយម៉ាស៊ីនថតវីដេអូក្នុងទម្រង់ជាសញ្ញាអេឡិចត្រូនិក វាអាចបំប្លែងបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវទៅជាសញ្ញាលេខ ផ្ញើទៅកាន់កុំព្យូទ័រ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានដំណើរការបន្ថែមដើម្បីទាញយកព័ត៌មានលាក់កំបាំង។

ភាពផ្ទុយគ្នាខ្ពស់ដែលអាចសម្រេចបានជាមួយនឹងមីក្រូទស្សន៍ដែលជ្រៀតជ្រែកក្នុងកុំព្យូទ័រធ្វើឱ្យវាអាចសង្កេតមើលសូម្បីតែវត្ថុតូចៗដូចជាមីក្រូទូប៊ីលនីមួយៗ ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតតិចជាងមួយភាគដប់នៃរលកពន្លឺ (0.025 µm)។ microtubules បុគ្គលក៏អាចត្រូវបានគេមើលឃើញដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ fluorescence ផងដែរ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងករណីទាំងពីរនេះ ផលប៉ះពាល់នៃការបង្វែរគឺជៀសមិនរួច ដែលផ្លាស់ប្តូររូបភាពយ៉ាងខ្លាំង។ ក្នុងករណីនេះអង្កត់ផ្ចិតនៃ microtubules ត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថាលើស (0.2 μm) ដែលធ្វើឱ្យវាមិនអាចបែងចែក microtubules នីមួយៗពីបណ្តុំនៃ microtubules ជាច្រើន។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងគឺត្រូវការជាចាំបាច់ កម្រិតកំណត់នៃដំណោះស្រាយត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរឆ្ងាយជាងរលកពន្លឺនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ។

មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង

ទំនាក់ទំនងរវាងប្រវែងរលក និងដែនកំណត់ដំណោះស្រាយក៏ត្រូវបានរក្សាទុកសម្រាប់អេឡិចត្រុងផងដែរ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ដែនកំណត់គុណភាពបង្ហាញគឺទាបជាងដែនកំណត់នៃការសាយភាយ។ រលកនៃអេឡិចត្រុងថយចុះ នៅពេលដែលល្បឿនរបស់វាកើនឡើង។ នៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងដែលមានវ៉ុល 100,000 V រលកនៃអេឡិចត្រុងគឺ 0.004 nm ។ យោងតាមទ្រឹស្តី ដំណោះស្រាយនៃមីក្រូទស្សន៍បែបនេះគឺ 0.002 nm ក្នុងដែនកំណត់។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តាមការពិត ដោយសារតែកញ្ចក់អេឡិចត្រុងមានជំរៅតូច ដំណោះស្រាយនៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងទំនើបគឺល្អបំផុត 0.1 nm ។ ភាពលំបាកក្នុងការរៀបចំសំណាកគំរូ និងការបំផ្លាញរបស់វាដោយវិទ្យុសកម្មបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវដំណោះស្រាយធម្មតា ដែលសម្រាប់វត្ថុជីវសាស្រ្តគឺ 2 nm (ខ្ពស់ជាងមីក្រូទស្សន៍ពន្លឺប្រហែល 100 ដង)។

ប្រភពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុង មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូន (TEM)គឺជាសរសៃ cathode ដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងលើនៃជួរឈររាងស៊ីឡាំងដែលមានកំពស់ប្រហែលពីរម៉ែត្រ។ ដើម្បីជៀសវាងការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃអេឡិចត្រុងកំឡុងពេលប៉ះទង្គិចជាមួយម៉ូលេគុលខ្យល់ កន្លែងទំនេរត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងជួរឈរ។ អេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញចេញពីសរសៃ cathode ត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដោយ anode ក្បែរនោះ ហើយចូលតាមរន្ធតូចមួយ បង្កើតជាធ្នឹមអេឡិចត្រុងដែលឆ្លងកាត់ទៅផ្នែកខាងក្រោមនៃជួរឈរ។ នៅតាមបណ្តោយជួរឈរនៅចម្ងាយខ្លះមានមេដែករង្វង់ដែលផ្តោតទៅលើធ្នឹមអេឡិចត្រុង ដូចជាកញ្ចក់កែវដែលផ្តោតទៅលើធ្នឹមនៃពន្លឺនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អុបទិក។ គំរូត្រូវបានដាក់តាមរយៈ airlock នៅខាងក្នុងជួរឈរនៅក្នុងផ្លូវនៃធ្នឹមអេឡិចត្រុង។ ផ្នែកមួយនៃអេឡិចត្រុងនៅពេលឆ្លងកាត់គំរូត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយស្របតាមដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុនៅក្នុងតំបន់នេះ អេឡិចត្រុងដែលនៅសល់ត្រូវបានផ្តោត និងបង្កើតជារូបភាព (ស្រដៀងទៅនឹងការបង្កើតរូបភាពនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អុបទិក) នៅលើចានរូបថតឬនៅលើអេក្រង់ phosphorescent ។

គុណវិបត្តិដ៏ធំបំផុតមួយនៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងគឺថាសំណាកជីវសាស្រ្តត្រូវតែទទួលរងនូវដំណើរការពិសេស។ ដំបូងពួកគេត្រូវបានជួសជុលជាមុនជាមួយ glutaraldehyde ហើយបន្ទាប់មកជាមួយអាស៊ីត osmic ដែលភ្ជាប់និងស្ថេរភាពស្រទាប់ទ្វេរនៃ lipids និងប្រូតេអ៊ីន។ ទីពីរ អេឡិចត្រុងមានថាមពលជ្រៀតចូលទាប ដូច្នេះអ្នកត្រូវបង្កើតផ្នែកស្តើងបំផុត ហើយសម្រាប់នេះ គំរូត្រូវបានខ្សោះជាតិទឹក និង impregnated ជាមួយជ័រ។ ទីបី ដើម្បីបង្កើនភាពផ្ទុយគ្នា គំរូត្រូវបានព្យាបាលដោយអំបិលនៃលោហធាតុធ្ងន់ដូចជា osmium អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងសំណ។

ដើម្បីទទួលបានរូបភាពបីវិមាត្រនៃផ្ទៃត្រូវបានប្រើ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែន (SEM)ដែលជាកន្លែងដែលអេឡិចត្រុងត្រូវបានប្រើដែលត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយឬបញ្ចេញដោយផ្ទៃនៃគំរូ។ គំរូនៅក្នុងករណីនេះត្រូវបានជួសជុល ស្ងួតហួតហែង និងគ្របដណ្តប់ដោយខ្សែភាពយន្តស្តើងនៃលោហៈធ្ងន់ ហើយបន្ទាប់មកស្កែនដោយធ្នឹមអេឡិចត្រុងតូចចង្អៀត។ ក្នុងករណីនេះ ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលខ្ចាត់ខ្ចាយកំឡុងពេលវិទ្យុសកម្មលើផ្ទៃត្រូវបានប៉ាន់ស្មាន។ តម្លៃដែលទទួលបានត្រូវបានប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងអាំងតង់ស៊ីតេនៃធ្នឹមទីពីរ ផ្លាស់ទីស្របគ្នាជាមួយទីមួយ និងបង្កើតរូបភាពនៅលើអេក្រង់ម៉ូនីទ័រ។ ដំណោះស្រាយនៃវិធីសាស្រ្តគឺប្រហែល 10 nm ហើយវាមិនអាចអនុវត្តបានចំពោះការសិក្សាអំពីសរីរាង្គខាងក្នុង។ កម្រាស់នៃសំណាកដែលបានសិក្សាដោយវិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពលជ្រៀតចូលនៃអេឡិចត្រុងឬថាមពលរបស់វា។

គុណវិបត្តិចម្បង និងសំខាន់នៃវិធីសាស្រ្តទាំងអស់នេះគឺរយៈពេល ភាពស្មុគស្មាញ និងការចំណាយខ្ពស់នៃការរៀបចំគំរូ។

មីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែន

នៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែន (SPM) ជំនួសឱ្យធ្នឹមអេឡិចត្រុង ឬវិទ្យុសកម្មអុបទិក ម្ជុលស្កែនចង្អុល ត្រូវបានប្រើដែលស្កេនផ្ទៃគំរូ។ និយាយជាន័យធៀប យើងអាចនិយាយបានថា ប្រសិនបើសំណាកមួយត្រូវបានពិនិត្យនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អុបទិក ឬអេឡិចត្រុង នោះវាមានអារម្មណ៍នៅក្នុង SPM ។ ជាលទ្ធផលវាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានរូបភាពបីវិមាត្រនៃវត្ថុនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយផ្សេងៗគ្នា: កន្លែងទំនេរខ្យល់រាវ។

ការរចនាពិសេសនៃ SPMs ដែលត្រូវបានកែសម្រួលសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជីវសាស្រ្តធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានក្នុងពេលដំណាលគ្នាស្កេនកោសិការស់នៅទាំងពីរនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរាវផ្សេងៗ និងការត្រៀមលក្ខណៈថេរនៅក្នុងខ្យល់ រួមជាមួយនឹងការសង្កេតអុបទិក។

មីក្រូទស្សន៍ស្កែន

ឈ្មោះមីក្រូទស្សន៍ស្កែនឆ្លុះបញ្ជាំងពីគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់វា - ការស្កែនផ្ទៃនៃគំរូ ដែលក្នុងនោះការអានចំណុចដោយចំណុចនៃកម្រិតនៃអន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេត និងផ្ទៃត្រូវបានអនុវត្ត។ ទំហំនៃផ្ទៃស្កេន និងចំនួនចំណុចនៅក្នុងវា N X N Y អាចត្រូវបានកំណត់។ ចំណុចកាន់តែច្រើនដែលអ្នកបញ្ជាក់ ភាពច្បាស់នៃរូបភាពផ្ទៃកាន់តែខ្ពស់។ ចម្ងាយរវាងចំណុចអានសញ្ញាត្រូវបានគេហៅថាជំហានស្កេន។ ជំហានស្កេនគួរតែតិចជាងព័ត៌មានលម្អិតផ្ទៃដែលបានសិក្សា។ ចលនានៃការស៊ើបអង្កេតអំឡុងពេលស្កេន (សូមមើលរូបទី 7-1) ត្រូវបានអនុវត្តតាមលីនេអ៊ែរក្នុងទិសដៅទៅមុខ និងបញ្ច្រាស (ក្នុងទិសដៅនៃការស្កែនលឿន) ការផ្លាស់ប្តូរទៅបន្ទាត់បន្ទាប់ត្រូវបានអនុវត្តក្នុងទិសដៅកាត់កែង (នៅក្នុង ទិសដៅនៃការស្កេនយឺត) ។

អង្ករ។ 7 1. ការបង្ហាញគ្រោងការណ៍នៃដំណើរការស្កេន
(ការអានសញ្ញាត្រូវបានអនុវត្តនៅលើផ្លូវផ្ទាល់នៃម៉ាស៊ីនស្កេន)

អាស្រ័យលើលក្ខណៈនៃសញ្ញាអាន មីក្រូទស្សន៍ស្កែនមានឈ្មោះ និងគោលបំណងផ្សេងៗគ្នា៖

មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិក (AFM) កម្លាំងនៃអន្តរអាតូមិករវាងអាតូមស៊ើបអង្កេត និងអាតូមគំរូត្រូវបានអាន។

មីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដី (STM) ការអានចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដីដែលហូររវាងគំរូ conductive និង conductive probe;

មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងម៉ាញេទិក (MFM) កម្លាំងនៃអន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេតដែលស្រោបដោយវត្ថុធាតុម៉ាញេទិក និងគំរូដែលរកឃើញលក្ខណៈម៉ាញេទិកត្រូវបានអាន។

មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអេឡិចត្រូស្ទិច (ESM) អនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ទទួលបានរូបភាពនៃការចែកចាយសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅលើផ្ទៃគំរូ។ ការស៊ើបអង្កេតត្រូវបានប្រើ ចុងដែលត្រូវបានគ្របដោយខ្សែភាពយន្តស្តើង (មាស ឬផ្លាទីន)។

ការរចនា SPM

SPM មានធាតុផ្សំសំខាន់ៗដូចខាងក្រោម (រូបភាពទី 7-2)៖ ប្រដាប់ស្ទង់ piezoelectric actuators ដើម្បីផ្លាស់ទីការស៊ើបអង្កេតជា X, Y, Z លើផ្ទៃនៃគំរូតេស្ត សៀគ្វីមតិត្រឡប់ និងកុំព្យូទ័រដើម្បីគ្រប់គ្រងដំណើរការស្កេន និង ការទិញរូបភាព។

រូបភាពទី 7 2. គ្រោងការណ៍នៃមីក្រូទស្សន៍ស្កែន

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ើបអង្កេត - ធាតុផ្សំនៃមីក្រូទស្សន៍ថាមពលដែលស្កែនការរៀបចំ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ើបអង្កេតមាន cantilever (កុងសូលនិទាឃរដូវ) នៃប្រភេទចតុកោណកែង (I-shaped) ឬរាងត្រីកោណ (V-shaped) (រូបភាព 7-3) នៅចុងបញ្ចប់ដែលមានការស៊ើបអង្កេតចង្អុល (រូបភាព 7-3) ដែលជាធម្មតាមានរាងសាជី ឬពីរ៉ាមីត។ ចុងម្ខាងទៀតនៃ cantilever ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម (ជាមួយបន្ទះឈីប) ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ើបអង្កេតត្រូវបានធ្វើពីស៊ីលីកុនឬនីត្រាតស៊ីលីកុន។ លក្ខណៈសំខាន់នៃ cantilever គឺកម្លាំងថេរ (ភាពរឹង) វាប្រែប្រួលពី 0.01 N/m ដល់ 1020 N/m ។ ដើម្បីសិក្សាវត្ថុជីវសាស្រ្ត ការស៊ើបអង្កេត "ទន់" ដែលមានកម្រិតរឹង 0.01  0.06 N/m ត្រូវបានប្រើ។

អង្ករ។ 7 3. រូបភាពនៃការស៊ើបអង្កេតពីរ៉ាមីត AFM
ទទួលបានដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង៖
a - ប្រភេទរាង I, ខ - ប្រភេទរាងអក្សរ V, គ - ពីរ៉ាមីតនៅចុង cantilever

ឧបករណ៍បំលែងថាមពល Piezoelectric ឬស្កែនស្កែន - សម្រាប់ចលនាដែលគ្រប់គ្រងលើការស៊ើបអង្កេតលើគំរូ ឬគំរូខ្លួនវាទាក់ទងទៅនឹងការស៊ើបអង្កេតនៅចម្ងាយតូចជ្រុល។ Piezoelectric actuators ប្រើវត្ថុធាតុ piezoceramic ដែលផ្លាស់ប្តូរវិមាត្ររបស់ពួកគេនៅពេលដែលតង់ស្យុងអគ្គិសនីត្រូវបានអនុវត្តទៅពួកគេ។ ដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល piezoelectric បញ្ច្រាស។ សម្ភារៈ piezomaterial ទូទៅបំផុតគឺ zirconate titanate សំណ។

ម៉ាស៊ីនស្កេនគឺជារចនាសម្ព័ន្ធ piezoceramic ដែលផ្តល់នូវចលនាតាមបណ្តោយកូអរដោនេចំនួនបី: x, y (នៅក្នុងយន្តហោះក្រោយនៃគំរូ) និង z (បញ្ឈរ) ។ មានម៉ាស៊ីនស្កែនជាច្រើនប្រភេទ ដែលទូទៅបំផុតគឺជើងកាមេរ៉ា និងបំពង់ (រូបភាព 7-4) ។

អង្ករ។ 7 4. ការរចនាម៉ាស៊ីនស្កេន៖ ក) – ជើងកាមេរ៉ា ខ) – បំពង់

នៅក្នុងឧបករណ៍ស្កែនជើងកាមេរ៉ា ចលនានៅក្នុងកូអរដោនេបីត្រូវបានផ្តល់ដោយកំណាត់ piezoceramic ឯករាជ្យចំនួនបីដែលបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធ orthogonal ។

នៅក្នុងម៉ាស៊ីនស្កេនបំពង់ បំពង់ piezoelectric ប្រហោងបត់នៅក្នុងយន្តហោះ XZ និង ZY ហើយពង្រីក ឬចុះកិច្ចសន្យាតាមអ័ក្ស Z នៅពេលដែលវ៉ុលសមស្របត្រូវបានអនុវត្តទៅអេឡិចត្រូតដែលគ្រប់គ្រងចលនារបស់បំពង់។ អេឡិចត្រូដដើម្បីគ្រប់គ្រងចលនានៅក្នុងយន្តហោះ XY មានទីតាំងនៅលើផ្ទៃខាងក្រៅនៃបំពង់ ដើម្បីគ្រប់គ្រងចលនានៅក្នុង Z វ៉ុលស្មើគ្នាត្រូវបានអនុវត្តទៅអេឡិចត្រូត X និង Y ។

សៀគ្វីប្រតិកម្ម - សំណុំនៃធាតុ SPM ដោយមានជំនួយពីការស៊ើបអង្កេតត្រូវបានរក្សាទុកនៅចម្ងាយថេរពីផ្ទៃគំរូកំឡុងពេលស្កេន (រូបភាព 7-5) ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្កែន ការស៊ើបអង្កេតអាចមានទីតាំងនៅលើផ្ទៃនៃគំរូជាមួយនឹងភាពធូរស្រាលខុសៗគ្នា ខណៈដែលចម្ងាយគំរូ Z នឹងផ្លាស់ប្តូរ ហើយតម្លៃនៃអន្តរកម្មនៃគំរូគំរូនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅតាមនោះ។

អង្ករ។ 7 5. គ្រោងការណ៍មតិកែលម្អនៃមីក្រូទស្សន៍ស្កែន

នៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតខិតជិតផ្ទៃខាងលើ កម្លាំងអន្តរកម្មគំរូ-គំរូកើនឡើង ហើយសញ្ញាឧបករណ៍ថតក៏កើនឡើងផងដែរ។ វ(t), ដែល បង្ហាញជាឯកតានៃវ៉ុល។ អ្នកប្រៀបធៀបប្រៀបធៀបសញ្ញា វ(t) ជាមួយវ៉ុលយោង វ មូលដ្ឋាននិងបង្កើតសញ្ញាកែតម្រូវ វ corr. សញ្ញាកែតម្រូវ វ corrត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងម៉ាស៊ីនស្កេន ហើយការស៊ើបអង្កេតត្រូវបានដកចេញពីគំរូ។ វ៉ុលយោង - វ៉ុលដែលត្រូវគ្នានឹងសញ្ញានៃឧបករណ៍ថតសំឡេងនៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតស្ថិតនៅចម្ងាយដែលបានផ្តល់ឱ្យពីគំរូ។ ការរក្សាចម្ងាយគំរូការស៊ើបអង្កេតដែលបានបញ្ជាក់នេះ កំឡុងពេលស្កែន ប្រព័ន្ធមតិកែលម្អរក្សាកម្លាំងអន្តរកម្មគំរូដែលបានបញ្ជាក់។

អង្ករ។ 7 6. គន្លងនៃចលនាដែលទាក់ទងនៃការស៊ើបអង្កេតនៅក្នុងដំណើរការនៃការរក្សាកម្លាំងថេរនៃអន្តរកម្មគំរូ-គំរូដោយប្រព័ន្ធមតិត្រឡប់

នៅលើរូបភព។ 7-6 បង្ហាញពីគន្លងនៃការស៊ើបអង្កេតទាក់ទងទៅនឹងគំរូខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវកម្លាំងអន្តរកម្មគំរូថេរ។ ប្រសិនបើការស៊ើបអង្កេតស្ថិតនៅពីលើ fovea នោះវ៉ុលមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅម៉ាស៊ីនស្កេន ដែលម៉ាស៊ីនស្កែនពង្រីក កាត់បន្ថយការស៊ើបអង្កេត។

ល្បឿនឆ្លើយតបនៃរង្វិលជុំមតិត្រឡប់ចំពោះការផ្លាស់ប្តូរចម្ងាយគំរូ (អន្តរកម្មគំរូគំរូ) ត្រូវបានកំណត់ដោយរង្វិលជុំមតិត្រឡប់ថេរ។ ខេ. តម្លៃ ខេអាស្រ័យលើលក្ខណៈពិសេសនៃការរចនានៃ SPM ជាក់លាក់មួយ (ការរចនា និងលក្ខណៈនៃម៉ាស៊ីនស្កេន អេឡិចត្រូនិច) របៀបប្រតិបត្តិការ SPM (ទំហំផ្ទៃស្កេន ល្បឿនស្កេន។ ភាពរឹងនៃសម្ភារៈ។ល។)

ប្រភេទនៃ SPM

ការស្កេនមីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដី

នៅក្នុង STM ឧបករណ៍ថតសំឡេង (រូបភាព 7-7) វាស់ចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដីដែលហូររវាងការស៊ើបអង្កេតលោហៈ ដែលប្រែប្រួលអាស្រ័យលើសក្ដានុពលលើផ្ទៃគំរូ និងលើសណ្ឋានដីរបស់វា។ ការស៊ើបអង្កេតគឺជាម្ជុលមុតស្រួច កាំចុងដែលអាចឈានដល់ nanometers ជាច្រើន។ ក្នុងនាមជាសម្ភារៈសម្រាប់ការស៊ើបអង្កេត លោហធាតុដែលមានភាពរឹងខ្ពស់ និងធន់នឹងសារធាតុគីមី ជាធម្មតាត្រូវបានគេប្រើ៖ តង់ស្តែន ឬផ្លាទីន។

អង្ករ។ 7 7. គ្រោងការណ៍នៃឧបករណ៏ស៊ើបអង្កេតផ្លូវរូងក្រោមដី

តង់ស្យុងមួយត្រូវបានអនុវត្តរវាងការស៊ើបអង្កេត conductive និងគំរូ conductive ។ នៅពេលដែលចុងនៃការស៊ើបអង្កេតស្ថិតនៅចម្ងាយប្រហែល 10A ពីគំរូ អេឡិចត្រុងពីគំរូចាប់ផ្តើមរូងក្រោមដីតាមរយៈគម្លាតចូលទៅក្នុងការស៊ើបអង្កេត ឬផ្ទុយមកវិញអាស្រ័យលើសញ្ញានៃវ៉ុល (រូបភាព 7-8) ។

អង្ករ។ 7 8. តំណាងគ្រោងការណ៍នៃអន្តរកម្មនៃព័ត៌មានជំនួយការស៊ើបអង្កេតជាមួយគំរូ

ចរន្តរូងក្រោមដីជាលទ្ធផលត្រូវបានវាស់ដោយឧបករណ៍ថតសំឡេង។ ទំហំរបស់វា។ ខ្ញុំ ធសមាមាត្រទៅនឹងវ៉ុលដែលបានអនុវត្តចំពោះទំនាក់ទំនងផ្លូវរូងក្រោមដី វហើយអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលអាស្រ័យលើចម្ងាយពីម្ជុលទៅគំរូ ឃ.

ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចនៅក្នុងចម្ងាយពីចុងនៃការស៊ើបអង្កេតទៅគំរូ ឃឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរដ៏ធំនៃអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៅក្នុងចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដី ខ្ញុំ ធ(សន្មត់ថាវ៉ុល វរក្សាថេរ) ។ ដោយសារតែនេះ ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏ស៊ើបអង្កេតផ្លូវរូងក្រោមដីគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីចុះឈ្មោះការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់តិចជាង 0.1 nm ហើយជាលទ្ធផល ដើម្បីទទួលបានរូបភាពអាតូមនៅលើផ្ទៃរឹង។

មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិក

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ើបអង្កេតទូទៅបំផុតនៃអន្តរកម្មកម្លាំងអាតូមិកគឺ cantilever និទាឃរដូវ (ពី cantilever ភាសាអង់គ្លេស - កុងសូល) ដែលមានការស៊ើបអង្កេតដែលមានទីតាំងនៅចុងរបស់វា។ បរិមាណនៃការពត់កោង cantilever ដោយសារតែអន្តរកម្មកម្លាំងរវាងគំរូនិងការស៊ើបអង្កេត (រូបភាព 7-9) ត្រូវបានវាស់ដោយប្រើគ្រោងការណ៍ចុះឈ្មោះអុបទិក។

គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្លាំងគឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់កម្លាំងអាតូមិកដែលធ្វើសកម្មភាពរវាងអាតូមនៃការស៊ើបអង្កេត និងអាតូមនៃគំរូ។ នៅពេលដែលកម្លាំងគំរូផ្លាស់ប្តូរ បរិមាណនៃការពត់កោង cantilever ផ្លាស់ប្តូរ ហើយការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានវាស់ដោយប្រព័ន្ធចុះឈ្មោះអុបទិក។ ដូច្នេះឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្លាំងអាតូមគឺជាការស៊ើបអង្កេតចង្អុលដែលមានភាពរសើបខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចចុះឈ្មោះកម្លាំងនៃអន្តរកម្មរវាងអាតូមនីមួយៗ។

សម្រាប់ពត់តូច សមាមាត្ររវាងកម្លាំងការស៊ើបអង្កេត-គំរូ ចនិងការផ្លាតនៃចុង cantilever xកំណត់ដោយច្បាប់របស់ហុកកៈ

កន្លែងណា k គឺជាកម្លាំងថេរ (ថេរនៃភាពរឹង) នៃ cantilever ។

ឧទាហរណ៍ប្រសិនបើ cantilever ដែលមានថេរត្រូវបានប្រើ kប្រហែល 1 N / m បន្ទាប់មកនៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងអន្តរកម្មគំរូប្រហែល 0.1 nanoNewton ការផ្លាតនៃ cantilever នឹងមានប្រហែល 0.1 nm ។

ដើម្បីវាស់ការផ្លាស់ទីលំនៅតូចៗបែបនេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្លាស់ទីលំនៅអុបទិកជាធម្មតាត្រូវបានប្រើប្រាស់ (រូបភាពទី 7-9) ដែលរួមមានឡាស៊ែរ semiconductor និង photodiode បួនផ្នែក។ នៅពេលដែល cantilever ត្រូវបានពត់ កាំរស្មីឡាស៊ែរដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីវាផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងទៅនឹងកណ្តាលនៃ photodetector ។ ដូច្នេះការពត់កោងនៃ cantilever អាចត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងគ្នាក្នុងការបំភ្លឺនៃផ្នែកខាងលើ (T) និងខាងក្រោម (B) នៃ photodetector ពាក់កណ្តាល។

រូបភាពទី 7 9. គ្រោងការណ៍នៃឧបករណ៏កម្លាំង

ការពឹងផ្អែកនៃកម្លាំងនៃអន្តរកម្ម - គំរូព័ត៌មានជំនួយលើគំរូព័ត៌មានជំនួយពីចម្ងាយ

នៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតខិតជិតគំរូ វាត្រូវបានទាក់ទាញជាលើកដំបូងទៅលើផ្ទៃដោយសារតែវត្តមានរបស់កងកម្លាំងដ៏គួរឱ្យទាក់ទាញ (កងកម្លាំង van der Waals) ។ នៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតខិតទៅជិតគំរូបន្ថែមទៀត សំបកអេឡិចត្រុងនៃអាតូមនៅចុងបញ្ចប់នៃការស៊ើបអង្កេត និងអាតូមនៅលើផ្ទៃនៃគំរូចាប់ផ្តើមត្រួតលើគ្នា ដែលនាំទៅដល់ការលេចចេញនូវកម្លាំងច្រំដែល។ នៅពេលដែលចម្ងាយកាន់តែថយចុះ កម្លាំងច្រណែននឹងមានឥទ្ធិពល។

ជាទូទៅការពឹងផ្អែកនៃកម្លាំងនៃអន្តរកម្មអន្តរកម្ម ចពីចម្ងាយរវាងអាតូម រមើល​ទៅ​ដូច​ជា:

.

ថេរ កនិង ខនិងនិទស្សន្ត មនិង នអាស្រ័យលើប្រភេទអាតូម និងប្រភេទនៃចំណងគីមី។ សម្រាប់កងកម្លាំង van der Waals ម=7 និង n=3. តាមគុណភាព ការពឹងផ្អែក F(R) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប។ ៧-១០.

អង្ករ។ 7 10. ការពឹងផ្អែកនៃកម្លាំងនៃអន្តរកម្មរវាងអាតូមនៅលើចម្ងាយ

ទម្រង់ទិន្នន័យ SPM ការមើលឃើញនៃទិន្នន័យ SPM

ទិន្នន័យស្តីពីរូបវិទ្យាលើផ្ទៃ ដែលទទួលបានក្នុងអំឡុងពេលសិក្សាលើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក ត្រូវបានបង្ហាញជារូបភាពពង្រីកនៃផ្ទៃ។ ព័ត៌មានដែលទទួលបានជាមួយ SPM ត្រូវបានសរសេរជាអារេពីរវិមាត្រនៃចំនួនគត់ A ij ។ សម្រាប់តម្លៃនីមួយៗ ij ត្រូវគ្នាទៅនឹងចំណុចជាក់លាក់មួយនៅលើផ្ទៃក្នុងកន្លែងស្កេន។ តំណាងក្រាហ្វិកនៃអារេនៃលេខនេះត្រូវបានគេហៅថារូបភាពស្កែន SPM ។

រូបភាពដែលបានស្កែនអាចមានពីរវិមាត្រ (2D) ឬបីវិមាត្រ (3D)។ ជាមួយនឹងការមើលឃើញ 2D ចំណុចនីមួយៗនៃផ្ទៃ Z = f(x,y) ត្រូវបានផ្តល់សម្លេងពណ៌ជាក់លាក់មួយស្របតាមកម្ពស់នៃចំណុចផ្ទៃ (រូបភាព 7-11 ក)។ ក្នុងរូបភាព 3D រូបភាពផ្ទៃ Z = f(x,y) ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង​ក្នុង​ទស្សនវិស័យ axonometric ដោយ​មាន​ជំនួយ​ពី​ភីកសែល ឬ​បន្ទាត់​សង្គ្រោះ​ដែល​បាន​គណនា​តាម​វិធី​ជាក់លាក់​មួយ។ មធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពបំផុតក្នុងការដាក់ពណ៌រូបភាព 3D គឺដើម្បីក្លែងធ្វើលក្ខខណ្ឌនៃការបំភ្លឺលើផ្ទៃដោយប្រភពចំណុចដែលមានទីតាំងនៅចំណុចជាក់លាក់មួយក្នុងចន្លោះពីលើផ្ទៃ (រូបភាព 7-11 ខ)។ ក្នុងករណីនេះវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសង្កត់ធ្ងន់លើលក្ខណៈបុគ្គលតូចៗនៃភាពធូរស្រាល។

អង្ករ។ 7 11. lymphocytes ក្នុងឈាមរបស់មនុស្ស៖
ក) រូបភាព 2D ខ) រូបភាព 3D ជាមួយនឹងការបំភ្លឺចំហៀង

ការរៀបចំគំរូសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ SPM

សរីរវិទ្យា និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃកោសិកាបាក់តេរី

បាក់តេរីគឺជាអតិសុខុមប្រាណកោសិកាតែមួយដែលមានរូបរាងចម្រុះនិងរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញដែលកំណត់ភាពចម្រុះនៃសកម្មភាពមុខងាររបស់វា។ បាក់តេរីត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរូបរាងសំខាន់ៗចំនួនបួន៖ ស្វ៊ែរ (ស្វ៊ែរ) រាងស៊ីឡាំង (រាងដំបង) រាងមូល និងសរសៃអំបោះ [Ref. ៧-២]។

cocci (បាក់តេរីស្វ៊ែរ) - អាស្រ័យលើប្លង់នៃការបែងចែកនិងទីតាំងរបស់បុគ្គលម្នាក់ៗពួកគេត្រូវបានបែងចែកទៅជា micrococci (ដោយឡែកពីគ្នាកុហក cocci), diplococci (គូ cocci), streptococci (ច្រវាក់នៃ cocci), staphylococci (មានរូបរាងនៃចង្កោមទំពាំងបាយជូ។ ), tetracocci (ទម្រង់នៃ cocci បួន) និង sarcins (កញ្ចប់នៃ 8 ឬ 16 cocci) ។

រាងជាដំបង - បាក់តេរីមានទីតាំងនៅក្នុងទម្រង់ជាកោសិកាតែមួយ diplo- ឬ streptobacteria ។

បណ្តុំ - vibrios, spirilla និង spirochetes ។ Vibrios មានរូបរាងនៃកំណាត់កោងបន្តិច, spirilla - រូបរាង convoluted ជាមួយ curls តំរៀបស្លឹកជាច្រើន។

ទំហំនៃបាក់តេរីមានចាប់ពី 0.1 ដល់ 10 µm ។ សមាសភាពនៃកោសិកាបាក់តេរីរួមមាន កន្សោម ជញ្ជាំងកោសិកា ភ្នាសស៊ីតូប្លាសស៊ីម និងស៊ីតូប្លាស។ cytoplasm មាន nucleotide, ribosomes និង inclusions ។ បាក់តេរីខ្លះត្រូវបានបំពាក់ដោយ flagella និង villi ។ បាក់តេរីមួយចំនួនបង្កើត spores ។ លើសពីទំហំឆ្លងដំបូងនៃកោសិកា spores ផ្តល់ឱ្យវានូវរូបរាង spindle ។

ដើម្បីសិក្សាពីរូបវិទ្យានៃបាក់តេរីនៅលើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក ការត្រៀមលក្ខណៈដើម (សំខាន់) ឬការលាបពណ៌ថេរដែលប្រឡាក់ដោយថ្នាំពណ៌ aniline ត្រូវបានរៀបចំពីពួកគេ។ មានវិធីសាស្រ្តស្នាមប្រឡាក់ពិសេសដើម្បីរកឃើញ flagella, ជញ្ជាំងកោសិកា, នុយក្លេអូទីត និងការដាក់បញ្ចូលស៊ីតូប្លាស្មិកផ្សេងៗ។

សម្រាប់ការសិក្សា SPM នៃ morphology នៃកោសិកាបាក់តេរី, ស្នាមប្រឡាក់នៃការរៀបចំមិនត្រូវបានទាមទារ។ SPM ធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់រូបរាង និងទំហំនៃបាក់តេរីជាមួយនឹងកម្រិតគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។ ជាមួយនឹងការរៀបចំដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៃការរៀបចំនិងការប្រើប្រាស់ការស៊ើបអង្កេតដែលមានកាំតូចមួយនៃកោង flagella អាចត្រូវបានរកឃើញ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ដោយសារភាពរឹងរបស់ជញ្ជាំងកោសិកាបាក់តេរី វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការ "ស៊ើបអង្កេត" រចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃកោសិកា ដូចដែលអាចធ្វើបាននៅក្នុងកោសិកាសត្វមួយចំនួន។

ការរៀបចំការត្រៀមរៀបចំសម្រាប់ការសិក្សា SPM នៃ morphology

សម្រាប់បទពិសោធន៍ដំបូងជាមួយ SPM វាត្រូវបានណែនាំឱ្យជ្រើសរើសការរៀបចំជីវសាស្រ្តដែលមិនត្រូវការការរៀបចំស្មុគស្មាញ។ បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកដែលអាចចូលបានយ៉ាងងាយស្រួល និងមិនបង្កជំងឺពីទឹកប្រៃ ឬផលិតផលទឹកដោះគោដែលមានជាតិ fermented គឺសមរម្យណាស់។

សម្រាប់ការសិក្សា SPM នៅលើអាកាស វាត្រូវបានទាមទារឱ្យជួសជុលវត្ថុដែលកំពុងសិក្សាលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមយ៉ាងរឹងមាំ ឧទាហរណ៍នៅលើគម្របរអិល។ លើសពីនេះ ដង់ស៊ីតេនៃបាក់តេរីនៅក្នុងការព្យួរគួរតែមានលក្ខណៈដែលកោសិកាមិនជាប់គ្នាក្នុងអំឡុងពេលនៃការដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយចម្ងាយរវាងពួកវាមិនគួរធំពេកទេ ដូច្នេះវត្ថុជាច្រើនអាចថតបានក្នុងអំឡុងពេលស្កេនក្នុងស៊ុមមួយ។ លក្ខខណ្ឌទាំងនេះត្រូវបានបំពេញ ប្រសិនបើរបៀបរៀបចំគំរូត្រូវបានជ្រើសរើសត្រឹមត្រូវ។ ប្រសិនបើការធ្លាក់ចុះនៃដំណោះស្រាយដែលមានបាក់តេរីត្រូវបានអនុវត្តទៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម នោះទឹកភ្លៀង និងការស្អិតបន្តិចម្តងៗរបស់ពួកវានឹងកើតឡើង។ ក្នុងករណីនេះការប្រមូលផ្តុំកោសិកានៅក្នុងដំណោះស្រាយនិងពេលវេលានៃ sedimentation គួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រចម្បង។ ការប្រមូលផ្តុំបាក់តេរីនៅក្នុងការព្យួរត្រូវបានកំណត់ដោយស្តង់ដារភាពច្របូកច្របល់អុបទិក។

ក្នុងករណីរបស់យើងមានតែប៉ារ៉ាម៉ែត្រមួយប៉ុណ្ណោះដែលនឹងដើរតួនាទីមួយ - ពេលវេលា incubation ។ ការធ្លាក់ចុះត្រូវបានរក្សាទុកនៅលើកញ្ចក់កាន់តែយូរ ដង់ស៊ីតេនៃកោសិកាបាក់តេរីនឹងមានកាន់តែច្រើន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ប្រសិនបើដំណក់ទឹកចាប់ផ្តើមស្ងួត ការរៀបចំនឹងមានការបំពុលខ្លាំងពេកដោយសមាសធាតុ precipitated នៃដំណោះស្រាយ។ ការធ្លាក់ចុះនៃដំណោះស្រាយដែលមានកោសិកាបាក់តេរី (brine) ត្រូវបានអនុវត្តទៅគម្របមួយ incubated សម្រាប់ 5-60 នាទី (អាស្រ័យលើសមាសភាពនៃដំណោះស្រាយ) ។ បន្ទាប់មកដោយមិនរង់ចាំឱ្យដំណក់ទឹកស្ងួត ពួកគេត្រូវបានទឹកនាំទៅដោយទឹកចម្រោះឱ្យបានហ្មត់ចត់ (ជ្រលក់ការត្រៀមលក្ខណៈជាមួយធ្នាប់ចូលទៅក្នុងកែវច្រើនដង)។ បន្ទាប់ពីការស្ងួតការរៀបចំគឺត្រៀមខ្លួនជាស្រេចសម្រាប់ការវាស់វែងនៅលើ SPM ។

ឧទាហរណ៍ការត្រៀមលក្ខណៈនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកត្រូវបានរៀបចំពី sauerkraut brine ។ ពេលវេលានៃការលេចចេញទឹកប្រៃនៅលើគម្របត្រូវបានជ្រើសរើសគឺ 5 នាទី 20 នាទី និង 1 ម៉ោង (ការធ្លាក់ចុះបានចាប់ផ្តើមស្ងួតរួចទៅហើយ) ។ SPM - ស៊ុមត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 7 -12, រូប។ ៧–១៣,
អង្ករ។ ៧–១៤.

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតួលេខថាសម្រាប់ដំណោះស្រាយនេះ ពេលវេលាភ្ញាស់ល្អបំផុតគឺ 510 នាទី។ ការកើនឡើងនៃពេលវេលានៃការរក្សាការធ្លាក់ចុះនៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមនាំឱ្យមានការ adhesion នៃកោសិកាបាក់តេរី។ ក្នុងករណីដែលដំណក់នៃដំណោះស្រាយចាប់ផ្តើមស្ងួត សមាសធាតុនៃសូលុយស្យុងត្រូវបានដាក់នៅលើកញ្ចក់ដែលមិនអាចលាងសម្អាតបានទេ។

អង្ករ។ 7 12. រូបភាពនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្រប,
ទទួលបានដោយប្រើ SPM ។

អង្ករ។ 7 13. រូបភាពនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្រប,
ទទួលបានដោយប្រើ SPM ។ រយៈពេលភ្ញាស់ ដំណោះស្រាយ 20 នាទី។

អង្ករ។ 7 14. រូបភាពនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្រប,
ទទួលបានដោយប្រើ SPM ។ ពេលវេលា incubation ដំណោះស្រាយ 1 ម៉ោង។

នៅលើការត្រៀមលក្ខណៈដែលបានជ្រើសរើសមួយ (រូបភាព 7-12) យើងបានព្យាយាមពិចារណាថាតើបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកជាអ្វី ទម្រង់បែបណាជាលក្ខណៈនៃពួកវាក្នុងករណីនេះ។ (រូបភាព ៧-១៥)

អង្ករ។ 7 15. AFM - រូបភាពនៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្រប។
រយៈពេលភ្ញាស់ ដំណោះស្រាយ 5 នាទី។

អង្ករ។ 7 16. AFM - រូបភាពនៃខ្សែសង្វាក់នៃបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកនៅលើគម្របរអិល។
រយៈពេលភ្ញាស់ ដំណោះស្រាយ 5 នាទី។

brine ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរូបរាងនៃបាក់តេរីរាងជាដំបងនិងការរៀបចំនៅក្នុងសំណុំបែបបទនៃខ្សែសង្វាក់មួយ។

អង្ករ។ 7 17. Window of the control program of the educational SPM NanoEducator.
របារឧបករណ៍

ដោយប្រើឧបករណ៍នៃកម្មវិធីអប់រំ SPM NanoEducator យើងបានកំណត់ទំហំនៃកោសិកាបាក់តេរី។ ពួកវាមានចាប់ពីប្រហែល 0.5 × 1.6 µm
រហូតដល់ 0.8 × 3.5 µm ។

លទ្ធផលដែលទទួលបានត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងទិន្នន័យដែលបានផ្តល់ឱ្យក្នុងការកំណត់នៃបាក់តេរី Bergey [Lit ។ ៧-៣]។

បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកជាកម្មសិទ្ធិរបស់ lactobacilli (Lactobacillus) ។ កោសិកាមានរាងជាដំបង ដែលជាធម្មតាមានរូបរាងទៀងទាត់។ ដំបងមានប្រវែងវែង ជួនកាលស្ទើរតែ coccoid ជាធម្មតាមានច្រវាក់ខ្លី។ វិមាត្រ 0.5 - 1.2 X 1.0 - 10 មីក្រូ។ ជម្លោះមិនកើតឡើង; ក្នុងករណីដ៏កម្រ ពួកវាចល័តដោយសារតែ peritrichous flagella ។ ចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងបរិស្ថាន ជាពិសេសត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងអាហារដែលមានដើមកំណើតពីសត្វ និងបន្លែ។ បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកគឺជាផ្នែកមួយនៃ microflora ធម្មតានៃបំពង់រំលាយអាហារ។ អ្នករាល់គ្នាដឹងថា sauerkraut បន្ថែមពីលើខ្លឹមសារនៃវីតាមីននៅក្នុងវាមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការកែលម្អ microflora ពោះវៀន។

ការរចនានៃមីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែន អ្នកអប់រំណាណូ

នៅលើរូបភព។ 7-18 បង្ហាញពីរូបរាងនៃក្បាលវាស់ SPM Nano អ្នកអប់រំហើយធាតុសំខាន់ៗនៃឧបករណ៍ដែលប្រើក្នុងការងារត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញ។

អង្ករ។ 7 18. រូបរាងក្បាលវាស់ SPM NanoEducator
1-base, 2-sample holder, 3-interaction sensor, 4-sensor fix screw screw,
5- វីសសម្រាប់វិធីសាស្រ្តដោយដៃ 6- វីសសម្រាប់ផ្លាស់ទីម៉ាស៊ីនស្កេនជាមួយនឹងគំរូនៅក្នុងយន្តហោះផ្តេក 7- គម្របការពារជាមួយនឹងកាមេរ៉ាវីដេអូ

នៅលើរូបភព។ 7-19 បង្ហាញពីការរចនាក្បាលវាស់។ នៅលើមូលដ្ឋាន 1 មានម៉ាស៊ីនស្កែន 8 ជាមួយនឹងឧបករណ៍ផ្ទុកសំណាក 7 និងយន្តការសម្រាប់នាំយកគំរូទៅការស៊ើបអង្កេត 2 ដោយផ្អែកលើម៉ូទ័រ stepper ។ នៅក្នុងការអប់រំ SPM Nano អ្នកអប់រំគំរូត្រូវបានជួសជុលនៅលើម៉ាស៊ីនស្កេន ហើយគំរូត្រូវបានស្កេនទាក់ទងទៅនឹងការស៊ើបអង្កេតថេរ។ Probe 6, fixed on force interaction sensor 4, can be approached to the sample using manual approach screw 3. ការជ្រើសរើសបឋមនៃកន្លែងសិក្សានៅលើគំរូត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើវីស 9 ។

អង្ករ។ 7 19. ការសាងសង់ SPM NanoEducator: 1 – មូលដ្ឋាន, 2 – យន្តការវិធីសាស្រ្ត,
3 - វីសវិធីសាស្រ្តដោយដៃ, 4 - ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្ម, 5 - វីសជួសជុលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា, 6 - ការស៊ើបអង្កេត,
7 - អ្នកកាន់គំរូ, 8 - ម៉ាស៊ីនស្កេន, 9, 10 - វីសសម្រាប់ផ្លាស់ទីម៉ាស៊ីនស្កេនជាមួយគំរូ

ការបណ្តុះបណ្តាល SPM Nano អ្នកអប់រំមានក្បាលវាស់ដែលភ្ជាប់ដោយខ្សែ ឧបករណ៍បញ្ជា SPM និងកុំព្យូទ័របញ្ជា។ មីក្រូទស្សន៍ត្រូវបានបំពាក់ដោយកាមេរ៉ាវីដេអូ។ សញ្ញាពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្មបន្ទាប់ពីការបម្លែងនៅក្នុង preamplifier ចូលទៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជា SPM ។ ការគ្រប់គ្រងការងារ SPM Nano អ្នកអប់រំត្រូវបានអនុវត្តពីកុំព្យូទ័រតាមរយៈឧបករណ៍បញ្ជា SPM ។

បង្ខំឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្ម និងការស៊ើបអង្កេត

នៅក្នុងឧបករណ៍ អ្នកអប់រំណាណូឧបករណ៏នេះត្រូវបានផលិតក្នុងទម្រង់ជាបំពង់ piezoceramic ដែលមានប្រវែង លីត្រ= 7 ម, អង្កត់ផ្ចិត ឃ= 1.2 mm និងកម្រាស់ជញ្ជាំង ម៉ោង\u003d 0.25 មម ជួសជុលយ៉ាងតឹងរឹងនៅចុងម្ខាង។ អេឡិចត្រូតដែលមានចរន្តត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃខាងក្នុងនៃបំពង់។ អេឡិចត្រូតពាក់កណ្តាលស៊ីឡាំងដែលមានអ៊ីសូឡង់អេឡិចត្រូនិចពីរត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃខាងក្រៅនៃបំពង់។ ភ្ជាប់ទៅនឹងចុងបំពង់ដោយឥតគិតថ្លៃគឺជាខ្សែ tungsten ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត
100 μm (រូបភាព 7-20) ។

អង្ករ។ 7 20. ការរចនានៃឧបករណ៏សកលនៃ NanoEducator

ចុងទំនេរនៃខ្សែដែលប្រើជាការស៊ើបអង្កេតគឺដីដោយអេឡិចត្រូគីមី កាំនៃកោងគឺ 0.2  0.05 µm ។ ការស៊ើបអង្កេតមានទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីជាមួយអេឡិចត្រូតខាងក្នុងនៃបំពង់ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងតួដីនៃឧបករណ៍។

វត្តមាននៃអេឡិចត្រូតខាងក្រៅពីរនៅលើបំពង់ piezoelectric អនុញ្ញាតឱ្យផ្នែកមួយនៃបំពង់ piezoelectric (ខាងលើស្របតាមរូបភាពទី 7-21) ត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្មកម្លាំង (ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៃរំញ័រមេកានិច) និងផ្នែកផ្សេងទៀតជា ប្រើជា piezovibrator ។ តង់ស្យុងអគ្គិសនីជំនួសត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅ piezovibrator ជាមួយនឹងប្រេកង់ស្មើនឹងប្រេកង់ resonant នៃឧបករណ៏ថាមពល។ ទំហំនៃលំយោលនៅចម្ងាយគំរូដ៏ធំគឺអតិបរមា។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភព។ 7-22 ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលំយោល ការស៊ើបអង្កេតបានចាកចេញពីទីតាំងលំនឹងដោយបរិមាណ A o ស្មើនឹងទំហំនៃលំយោលមេកានិចបង្ខំរបស់វា (វាជាប្រភាគនៃមីក្រូម៉ែត្រ) ខណៈពេលដែលតង់ស្យុងអគ្គិសនីជំនួសលេចឡើងនៅផ្នែកទីពីរនៃ piezotube (ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាលំយោល) សមាមាត្រទៅនឹងការផ្លាស់ទីលំនៅនៃការស៊ើបអង្កេតដែលនិងវាស់ដោយឧបករណ៍។

នៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតចូលទៅជិតផ្ទៃនៃគំរូ ការស៊ើបអង្កេតចាប់ផ្តើមប៉ះសំណាកក្នុងអំឡុងពេលលំយោល។ នេះនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈនៃប្រេកង់អំព្លីទីត (AFC) នៃលំយោលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅខាងឆ្វេង បើប្រៀបធៀបទៅនឹង AFC ដែលវាស់វែងឆ្ងាយពីផ្ទៃ (រូបភាព 7-22)។ ដោយសារភាពញឹកញាប់នៃលំយោលនៃការបើកបររបស់ piezotube ត្រូវបានរក្សាថេរ និងស្មើទៅនឹងប្រេកង់លំយោលо នៅក្នុងស្ថានភាពទំនេរ បន្ទាប់មកនៅពេលដែលការស៊ើបអង្កេតខិតជិតផ្ទៃ ទំហំនៃលំយោលរបស់វាថយចុះ ហើយក្លាយជាស្មើនឹង A. ទំហំនៃលំយោលនេះគឺ កត់ត្រាពីផ្នែកទីពីរនៃ piezotube ។

អង្ករ។ 7 21. គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃបំពង់ piezoelectric
ជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្មកម្លាំង

អង្ករ។ 7 22. ការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់យោលនៃឧបករណ៏កម្លាំង
នៅពេលចូលទៅជិតផ្ទៃគំរូ

ម៉ាស៊ីនស្កេន

វិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំចលនាខ្នាតតូចដែលប្រើក្នុងឧបករណ៍ អ្នកអប់រំណាណូវាត្រូវបានផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ភ្នាសដែកដែលតោងជុំវិញបរិវេណ ទៅលើផ្ទៃដែលបន្ទះ piezoelectric ត្រូវបានស្អិតជាប់ (រូបភាព 7-23 ក)។ ការផ្លាស់ប្តូរវិមាត្រនៃបន្ទះ piezoelectric ក្រោមសកម្មភាពនៃវ៉ុលត្រួតពិនិត្យនឹងនាំទៅដល់ការពត់កោងនៃភ្នាស។ ដោយការដាក់ភ្នាសបែបនេះនៅលើជ្រុងកាត់កែងបីនៃគូបនិងភ្ជាប់មជ្ឈមណ្ឌលរបស់ពួកគេជាមួយនឹងឧបករណ៍រុញដែកអ្នកអាចទទួលបានម៉ាស៊ីនស្កេន 3 សម្របសម្រួល (រូបភាព 7-23 ខ) ។

អង្ករ។ 7 23. គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ (a) និងការរចនា (b) នៃម៉ាស៊ីនស្កេន NanoEducator

ធាតុ piezoelectric នីមួយៗ 1 ដែលជួសជុលនៅលើមុខគូប 2 នៅពេលដែលតង់ស្យុងអគ្គិសនីត្រូវបានអនុវត្តទៅវា អាចផ្លាស់ទី pusher 3 ដែលភ្ជាប់ទៅវាក្នុងទិសដៅកាត់កែងគ្នាទាំងបី - X, Y ឬ Z ។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពី តួរលេខ អ្នករុញទាំងបីត្រូវបានភ្ជាប់គ្នានៅចំណុចមួយ 4 ជាមួយនឹងការប៉ាន់ស្មានមួយចំនួន យើងអាចសន្មត់ថាចំណុចនេះផ្លាស់ទីតាមកូអរដោនេបី X, Y, Z ។ Rack 5 ជាមួយអ្នកកាន់គំរូ 6 ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងចំណុចដូចគ្នា ដូច្នេះគំរូផ្លាស់ទីតាមកូអរដោនេបីនៅក្រោមសកម្មភាពនៃប្រភពវ៉ុលឯករាជ្យចំនួនបី។ នៅក្នុងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ អ្នកអប់រំណាណូការផ្លាស់ទីលំនៅអតិបរមានៃគំរូគឺប្រហែល 5070 µm ដែលកំណត់តំបន់ស្កេនអតិបរមា។

យន្តការសម្រាប់វិធីសាស្រ្តស្វ័យប្រវត្តិនៃការស៊ើបអង្កេតទៅនឹងគំរូ (ការចាប់យកមតិត្រឡប់)

ជួរនៃចលនារបស់ម៉ាស៊ីនស្កេនតាមអ័ក្ស Z គឺប្រហែល 10 µm ដូច្នេះហើយ មុនពេលស្កេន ចាំបាច់ត្រូវនាំការស៊ើបអង្កេតឱ្យជិតទៅនឹងគំរូនៅចម្ងាយនេះ។ ចំពោះគោលបំណងនេះយន្តការវិធីសាស្រ្តត្រូវបានរចនាឡើងគ្រោងការណ៍ដែលត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៧–១៩។ ម៉ូទ័រ stepper 1 នៅពេលដែលកម្លាំងអគ្គិសនីត្រូវបានអនុវត្តទៅវា បង្វិលវីសចំណី 2 និងផ្លាស់ទីរបារ 3 ជាមួយការស៊ើបអង្កេត 4 ដោយនាំវាឱ្យជិតឬឆ្ងាយជាងគំរូ 5 ដែលបានដំឡើងនៅលើម៉ាស៊ីនស្កេន 6. តម្លៃនៃជំហានមួយគឺ ប្រហែល 2 μm។

អង្ករ។ 7 24. គ្រោងការណ៍នៃយន្តការសម្រាប់ការចូលទៅជិតការស៊ើបអង្កេតទៅលើផ្ទៃគំរូ

ចាប់តាំងពីជំហាននៃយន្តការវិធីសាស្រ្តលើសពីតម្លៃនៃចម្ងាយគំរូដែលត្រូវការក្នុងអំឡុងពេលស្កែន ដើម្បីជៀសវាងការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃការស៊ើបអង្កេត វិធីសាស្រ្តរបស់វាត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងប្រតិបត្តិការដំណាលគ្នានៃម៉ូទ័រ stepper និងចលនារបស់ម៉ាស៊ីនស្កេនតាមបណ្តោយ Z ។ អ័ក្សយោងទៅតាមក្បួនដោះស្រាយខាងក្រោម៖

1. ប្រព័ន្ធមតិត្រឡប់ត្រូវបានបិទ ហើយម៉ាស៊ីនស្កេន "ដកថយ" ពោលគឺបន្ថយគំរូទៅទីតាំងទាបបំផុត។

2. យន្តការនៃការស៊ើបអង្កេតត្រូវដើរមួយជំហានហើយឈប់។

3. ប្រព័ន្ធមតិត្រឡប់ត្រូវបានបើក ហើយម៉ាស៊ីនស្កេនលើកសំណាកយ៉ាងរលូន ខណៈពេលដែលអន្តរកម្មគំរូត្រូវបានវិភាគ។

4. ប្រសិនបើមិនមានអន្តរកម្មទេនោះដំណើរការត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតពីចំណុច 1 ។

ប្រសិនបើសញ្ញាមិនសូន្យលេចឡើង ខណៈពេលដែលម៉ាស៊ីនស្កេនកំពុងត្រូវបានទាញឡើង ប្រព័ន្ធផ្តល់មតិនឹងបញ្ឈប់ចលនាឡើងលើរបស់ម៉ាស៊ីនស្កេន និងជួសជុលបរិមាណនៃអន្តរកម្មនៅកម្រិតដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ទំហំនៃអន្តរកម្មកម្លាំងដែលវិធីសាស្រ្តស៊ើបអង្កេតនឹងឈប់ ហើយដំណើរការស្កេននឹងកើតឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍ អ្នកអប់រំណាណូកំណត់លក្ខណៈដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ការបង្ក្រាបអំព្លីទីត (ទំហំការបង្ក្រាប) :

អេ = អូ។ (១-ការ​បង្រ្កាប​អំព្លីទីត)

ការទទួលបានរូបភាព SPM

បន្ទាប់ពីហៅកម្មវិធី អ្នកអប់រំណាណូបង្អួចកម្មវិធីសំខាន់លេចឡើងនៅលើអេក្រង់កុំព្យូទ័រ (រូបភាព 7-20) ។ ការងារគួរតែត្រូវបានចាប់ផ្តើមពីធាតុម៉ឺនុយ ឯកសារហើយនៅក្នុងវាជ្រើសរើស បើកឬ ថ្មី។ឬប៊ូតុងដែលត្រូវគ្នានៅលើរបារឧបករណ៍ (, ).

ការជ្រើសរើសក្រុម ឯកសារ ថ្មី។មានន័យថាការផ្លាស់ប្តូរទៅការវាស់វែង SPM និងជម្រើសនៃពាក្យបញ្ជា ឯកសារ បើកមានន័យថាការផ្លាស់ប្តូរទៅការមើល និងដំណើរការទិន្នន័យដែលទទួលបានពីមុន។ កម្មវិធីនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកមើល និងដំណើរការទិន្នន័យស្របជាមួយនឹងការវាស់វែង។

អង្ករ។ 7 25. បង្អួចមេ NanoEducator

បន្ទាប់ពីប្រតិបត្តិពាក្យបញ្ជា ឯកសារ ថ្មី។ប្រអប់មួយលេចឡើងនៅលើអេក្រង់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកជ្រើសរើស ឬបង្កើតថតការងារ ដែលលទ្ធផលនៃការវាស់វែងបច្ចុប្បន្ននឹងត្រូវបានរក្សាទុកតាមលំនាំដើម។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការវាស់វែង ទិន្នន័យដែលទទួលបានទាំងអស់ត្រូវបានកត់ត្រាជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងឯកសារដែលមានឈ្មោះ ScanData+i.spmដែលជាកន្លែងដែលសន្ទស្សន៍ ខ្ញុំត្រូវបានកំណត់ឡើងវិញទៅសូន្យនៅពេលដែលកម្មវិធីត្រូវបានចាប់ផ្តើម ហើយត្រូវបានបង្កើនជាមួយនឹងការវាស់វែងថ្មីនីមួយៗ។ ឯកសារ ScanData+i.spmត្រូវបានដាក់ក្នុងថតការងារ ដែលត្រូវបានកំណត់មុនពេលចាប់ផ្តើមការវាស់វែង។ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីជ្រើសរើសថតការងារផ្សេងគ្នាកំឡុងពេលវាស់។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះចុចប៊ូតុង , មានទីតាំងនៅលើរបារឧបករណ៍នៃបង្អួចកម្មវិធីមេ ហើយជ្រើសរើសធាតុម៉ឺនុយ ផ្លាស់ប្តូរថតឯកសារការងារ.

ដើម្បីរក្សាទុកលទ្ធផលនៃការវាស់វែងបច្ចុប្បន្ន ចុចប៊ូតុង រក្សាទុក​ជាក្នុង​បង្អួច​ស្កែន​ក្នុង​ប្រអប់​ដែល​លេច​ឡើង សូម​ជ្រើស​ថត​មួយ​ហើយ​បញ្ជាក់​ឈ្មោះ​ឯកសារ​ខណៈ​ឯកសារ ScanData+i.spmដែលបម្រើជាឯកសាររក្សាទុកទិន្នន័យបណ្តោះអាសន្នកំឡុងពេលវាស់វែង នឹងត្រូវបានប្តូរឈ្មោះទៅជាឈ្មោះឯកសារដែលអ្នកបានបញ្ជាក់។ តាមលំនាំដើម ឯកសារនឹងត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងថតការងារដែលបានកំណត់មុនពេលចាប់ផ្តើមការវាស់វែង។ ប្រសិនបើអ្នកមិនអនុវត្តប្រតិបត្តិការនៃការរក្សាទុកលទ្ធផលនៃការវាស់វែងទេ នៅពេលដែលអ្នកចាប់ផ្តើមកម្មវិធីលើកក្រោយ លទ្ធផលដែលបានកត់ត្រាក្នុងឯកសារបណ្តោះអាសន្ន ScanData+i.spmនឹងត្រូវបានសរសេរជាន់លើជាបន្តបន្ទាប់ (លុះត្រាតែថតការងារត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ)។ អំពីវត្តមាននៃឯកសារបណ្តោះអាសន្ននៃលទ្ធផលនៃការវាស់វែងនៅក្នុងថតការងារការព្រមានត្រូវបានចេញមុនពេលបិទនិងបន្ទាប់ពីចាប់ផ្តើមកម្មវិធី។ ការផ្លាស់ប្តូរថតឯកសារមុនពេលចាប់ផ្តើមការវាស់វែងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកការពារលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ពីមុនពីការលុប។ ឈ្មោះលំនាំដើម ស្កេនទិន្នន័យអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយបញ្ជាក់វានៅក្នុងបង្អួចជ្រើសរើសថតការងារ។ បង្អួចសម្រាប់ជ្រើសរើសថតការងារត្រូវបានហៅនៅពេលចុចប៊ូតុង។ , មានទីតាំងនៅលើរបារឧបករណ៍នៃបង្អួចកម្មវិធីសំខាន់។ អ្នកក៏អាចរក្សាទុកលទ្ធផលនៃការវាស់វែងនៅក្នុងបង្អួចផងដែរ។ ស្កេនកម្មវិធីរុករកជ្រើសរើសឯកសារចាំបាច់ម្តងមួយៗ ហើយរក្សាទុកពួកវាក្នុងថតដែលបានជ្រើសរើស។

វាអាចទៅរួចក្នុងការនាំចេញលទ្ធផលដែលទទួលបានជាមួយ NanoEducator ទៅជាទម្រង់ ASCII និង Nova (NTMDT) ដែលអាចត្រូវបាននាំចូលដោយ NTMDT Nova ការវិភាគរូបភាព និងកម្មវិធីផ្សេងទៀត។ រូបភាពស្កែន ទិន្នន័យនៃផ្នែកឆ្លងកាត់របស់ពួកគេ លទ្ធផលនៃការវាស់វែង spectroscopy ត្រូវបាននាំចេញទៅជាទម្រង់ ASCII ។ ដើម្បីនាំចេញទិន្នន័យ ចុចប៊ូតុង នាំចេញមានទីតាំងនៅក្នុងរបារឧបករណ៍នៃបង្អួចកម្មវិធីមេ ឬជ្រើសរើស នាំចេញនៅក្នុងធាតុម៉ឺនុយ ឯកសារបង្អួចនេះហើយជ្រើសរើសទម្រង់នាំចេញដែលសមស្រប។ ទិន្នន័យសម្រាប់ដំណើរការ និងការវិភាគអាចត្រូវបានផ្ញើភ្លាមៗទៅកាន់កម្មវិធីវិភាគរូបភាពដែលបានបើកដំណើរការជាមុន។

បន្ទាប់ពីបិទបង្អួចប្រអប់ ផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍ត្រូវបានបង្ហាញនៅលើអេក្រង់។
(រូបភាព ៧-២៦)។

អង្ករ។ 7 26. ផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍

នៅផ្នែកខាងឆ្វេងនៃផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍មានប៊ូតុងសម្រាប់ជ្រើសរើសការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ SPM៖

SSM- មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងស្កែន (SFM)

STM- ស្កែនមីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដី (STM) ។

ការអនុវត្តការវាស់វែងលើការបណ្តុះបណ្តាល SPM NanoEducator មាននៅក្នុងការអនុវត្តប្រតិបត្តិការដូចខាងក្រោមៈ

1. ការដំឡើងគំរូ

យកចិត្តទុកដាក់! មុននឹងបញ្ចូលសំណាក វាចាំបាច់ក្នុងការដកឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាមួយឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេត ដើម្បីកុំឱ្យខូចការស៊ើបអង្កេត។

មានវិធីពីរយ៉ាងដើម្បីជួសជុលគំរូ៖

នៅលើតុម៉ាញេទិក (ក្នុងករណីនេះគំរូត្រូវតែភ្ជាប់ទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមម៉ាញេទិក);

នៅលើកាសែត adhesive ទ្វេភាគី។

យកចិត្តទុកដាក់! ដើម្បីដំឡើងគំរូនៅលើកាសែត adhesive ទ្វេភាគី វាគឺជាការចាំបាច់ដើម្បី unscrew អ្នកកាន់ពី rack (ដើម្បីកុំឱ្យខូចម៉ាស៊ីនស្កេន) ហើយបន្ទាប់មកវីសវាត្រឡប់មកវិញរហូតដល់វាឈប់បន្តិច។

នៅក្នុងករណីនៃការម៉ោនមេដែកគំរូអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយមិនចាំបាច់ unscrewing អ្នកកាន់គំរូ។

2. ការដំឡើងការស៊ើបអង្កេត

យកចិត្តទុកដាក់! តែងតែដំឡើងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាមួយការស៊ើបអង្កេតបន្ទាប់ពីដាក់គំរូ។

បន្ទាប់ពីជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ើបអង្កេតដែលចង់បាន (សង្កត់ការស៊ើបអង្កេតដោយគែមដែកនៃមូលដ្ឋាន) (មើលរូបភាពទី 7-27) បន្ធូរវីសជួសជុលការស៊ើបអង្កេត 2 នៅលើគម្របក្បាលវាស់ បញ្ចូលការស៊ើបអង្កេតទៅក្នុងរន្ធរន្ធរហូតដល់វាឈប់។ បង្វិលវីសជួសជុលតាមទ្រនិចនាឡិការហូតដល់វាឈប់ស្រាល។

អង្ករ។ 7 27. ការដំឡើងការស៊ើបអង្កេត

3. ការជ្រើសរើសទីតាំងស្កេន

នៅពេលជ្រើសរើសគេហទំព័រសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវលើគំរូ ប្រើវីសសម្រាប់ផ្លាស់ទីតារាងសំរបសំរួលពីរដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងក្រោមនៃឧបករណ៍។

4. វិធីសាស្រ្តបឋមនៃការស៊ើបអង្កេតទៅនឹងគំរូ

ប្រតិបត្តិការវិធីសាស្រ្តបឋមមិនមែនជាកាតព្វកិច្ចសម្រាប់ការវាស់វែងនីមួយៗទេ តម្រូវការសម្រាប់ការអនុវត្តរបស់វាអាស្រ័យលើចម្ងាយរវាងគំរូ និងចុងនៃការស៊ើបអង្កេត។ វាគឺជាការចង់អនុវត្តប្រតិបត្តិការវិធីសាស្រ្តបឋមប្រសិនបើចម្ងាយរវាងចុងនៃការស៊ើបអង្កេតនិងផ្ទៃគំរូលើសពី 0.51 ម។ នៅពេលប្រើវិធីសាស្រ្តស្វ័យប្រវត្តិនៃការស៊ើបអង្កេតទៅនឹងគំរូពីចម្ងាយដ៏ធំរវាងពួកវា ដំណើរការវិធីសាស្រ្តនឹងចំណាយពេលយូរណាស់។

ប្រើវីសដៃដើម្បីបន្ទាបការស៊ើបអង្កេត ខណៈពេលដែលមើលឃើញពីចម្ងាយរវាងវា និងផ្ទៃគំរូ។

5. ការកសាងខ្សែកោង resonance និងការកំណត់ប្រេកង់ប្រតិបត្តិការ

ប្រតិបត្តិការនេះត្រូវបានអនុវត្តជាចាំបាច់នៅដើមដំបូងនៃការវាស់វែងនីមួយៗ ហើយរហូតដល់វាត្រូវបានអនុវត្ត ការផ្លាស់ប្តូរទៅកាន់ជំហានរង្វាស់បន្ថែមត្រូវបានរារាំង។ លើសពីនេះទៀតក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការវាស់វែងជួនកាលស្ថានភាពកើតឡើងដែលតម្រូវឱ្យមានប្រតិបត្តិការនេះឡើងវិញ (ឧទាហរណ៍នៅពេលទំនាក់ទំនងត្រូវបានបាត់បង់) ។

បង្អួចស្វែងរកសំឡេងត្រូវបានហៅឡើងដោយចុចប៊ូតុងនៅលើផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍។ ការអនុវត្តប្រតិបត្តិការនេះពាក់ព័ន្ធនឹងការវាស់ទំហំនៃលំយោលនៃលំយោលនៅពេលប្រេកង់នៃលំយោលបង្ខំដែលកំណត់ដោយម៉ាស៊ីនភ្លើងផ្លាស់ប្តូរ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះចុចប៊ូតុង រត់(រូបភាព ៧-២៨)។

អង្ករ។ 7 28. បង្អួចប្រតិបត្តិការស្វែងរក Resonance និងការកំណត់ប្រេកង់ប្រតិបត្តិការ៖
ក) - របៀបស្វ័យប្រវត្តិ ខ) - របៀបដោយដៃ

នៅក្នុងរបៀប ស្វ័យប្រវត្តិប្រេកង់លំយោលត្រូវបានកំណត់ដោយស្វ័យប្រវត្តិស្មើនឹងប្រេកង់ដែលទំហំអតិបរមានៃលំយោលស៊ើបអង្កេតត្រូវបានអង្កេត។ ក្រាហ្វដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរទំហំនៃលំយោលនៃការស៊ើបអង្កេតនៅក្នុងជួរប្រេកង់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ (រូបភាព 7-28a) អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសង្កេតមើលរូបរាងនៃកំពូល resonant ។ ប្រសិនបើកម្រិតសំឡេងរោទ៍មិនត្រូវបានគេបញ្ចេញសំឡេងគ្រប់គ្រាន់ ឬទំហំនៅប្រេកង់ resonance គឺតូច ( តិចជាង 1V) បន្ទាប់មក ចាំបាច់ត្រូវផ្លាស់ប្តូរប៉ារ៉ាម៉ែត្ររង្វាស់ និងកំណត់ឡើងវិញនូវប្រេកង់ resonant ។

របៀបនេះត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់ ហត្ថកម្ម. នៅពេលដែលរបៀបនេះត្រូវបានជ្រើសរើសនៅក្នុងបង្អួច កំណត់ប្រេកង់ resonantបន្ទះបន្ថែមលេចឡើង
(រូបភាព 7-28b) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចខាងក្រោមៈ

វាស់ស្ទង់វ៉ុលផ្តល់ដោយម៉ាស៊ីនភ្លើង។ វាត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ឱ្យកំណត់តម្លៃនេះទៅអប្បបរមា (រហូតដល់សូន្យ) និងមិនលើសពី 50 mV ។

ការកើនឡើងទំហំ ( ការកើនឡើងទំហំ) ប្រសិនបើទំហំលំយោលរបស់ការស៊ើបអង្កេតមិនគ្រប់គ្រាន់ (<1 В) рекомендуется увеличить коэффициент ការកើនឡើងទំហំ.

ដើម្បីចាប់ផ្តើមប្រតិបត្តិការស្វែងរកសំឡេង សូមចុចប៊ូតុង ចាប់ផ្តើម.

របៀប ហត្ថកម្មអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ដែលបានជ្រើសរើសដោយដៃដោយផ្លាស់ទីទស្សន៍ទ្រនិចពណ៌បៃតងនៅលើក្រាហ្វដោយប្រើកណ្ដុរក៏ដូចជាបញ្ជាក់ពីធម្មជាតិនៃការផ្លាស់ប្តូរនៃទំហំលំយោលក្នុងជួរតម្លៃតូចចង្អៀតជុំវិញប្រេកង់ដែលបានជ្រើសរើស (ដើម្បីធ្វើដូចនេះ, អ្នកត្រូវកំណត់កុងតាក់ របៀបដោយដៃចូលទៅក្នុងទីតាំង យ៉ាង​ពិតប្រាកដហើយចុចប៊ូតុង ចាប់ផ្តើម).

6. ការចាប់យកអន្តរកម្ម

ដើម្បីចាប់យកអន្តរកម្ម នីតិវិធីនៃវិធីសាស្រ្តគ្រប់គ្រងនៃការស៊ើបអង្កេត និងគំរូត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើយន្តការវិធីសាស្រ្តស្វ័យប្រវត្តិ។ ផ្ទាំងបញ្ជាសម្រាប់ដំណើរការនេះត្រូវបានហៅឡើងដោយចុចប៊ូតុងនៅលើផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍។ នៅពេលធ្វើការជាមួយ CCM ប៊ូតុងនេះអាចប្រើបានបន្ទាប់ពីអនុវត្តប្រតិបត្តិការស្វែងរក និងកំណត់ប្រេកង់ resonant ។ បង្អួច CCM, ដឹកនាំ(រូបភព 7-29) មានធាតុត្រួតពិនិត្យវិធីសាស្រ្តស៊ើបអង្កេត ក៏ដូចជាការចង្អុលបង្ហាញអំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិភាគវឌ្ឍនភាពនៃនីតិវិធី។

អង្ករ។ 7 29. ការស៊ើបអង្កេតចូលទៅជិតបង្អួច

នៅក្នុងបង្អួច ការផ្គត់ផ្គង់អ្នកប្រើប្រាស់មានសមត្ថភាពក្នុងការត្រួតពិនិត្យតម្លៃដូចខាងក្រោមៈ

ផ្នែកបន្ថែមម៉ាស៊ីនស្កេន ( ម៉ាស៊ីនស្កេនZ) តាមអ័ក្ស Z ទាក់ទងទៅនឹងអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាន យកជាឯកតា។ តម្លៃនៃការពន្លូតដែលទាក់ទងនៃម៉ាស៊ីនស្កេនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកម្រិតបំពេញនៃសូចនាករខាងឆ្វេងជាមួយនឹងពណ៌ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងផ្ទៃដែលម៉ាស៊ីនស្កែនមានទីតាំងបច្ចុប្បន្ន៖ បៃតង - តំបន់ធ្វើការ ពណ៌ខៀវ - នៅខាងក្រៅកន្លែងធ្វើការ ក្រហម - ម៉ាស៊ីនស្កេន បានមកជិតផ្ទៃគំរូខ្លាំងពេក ដែលអាចនាំឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយនៃការស៊ើបអង្កេត។ ក្នុងករណីចុងក្រោយ កម្មវិធីចេញការព្រមានដែលអាចស្តាប់បាន។

ទំហំនៃលំយោលស៊ើបអង្កេតទាក់ទងទៅនឹងទំហំនៃលំយោលរបស់វា នៅក្នុងការអវត្ដមាននៃអន្តរកម្មកម្លាំង យកជាការរួបរួម។ តម្លៃនៃទំហំដែលទាក់ទងនៃលំយោលស៊ើបអង្កេតត្រូវបានបង្ហាញនៅលើសូចនាករត្រឹមត្រូវដោយកម្រិតនៃការបំពេញរបស់វានៅក្នុងប៊ឺហ្គូឌី។ សញ្ញាផ្ដេកនៅលើសូចនាករ ទំហំនៃលំយោលស៊ើបអង្កេតបង្ហាញពីកម្រិត, នៅការផ្លាស់ប្តូរដែលការវិភាគនៃស្ថានភាពនៃម៉ាស៊ីនស្កេនត្រូវបានអនុវត្តនិងទិន្នផលដោយស្វ័យប្រវត្តិរបស់វាទៅទីតាំងធ្វើការ;

ចំនួនជំហាន ( វអាជី) បានឆ្លងកាត់ក្នុងទិសដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យ: វិធីសាស្រ្ត - វិធីសាស្រ្ត, ការដកថយ - ការដកចេញ។

មុនពេលចាប់ផ្តើមដំណើរការបន្ទាបការស៊ើបអង្កេត អ្នកត្រូវតែ៖

ពិនិត្យមើលថាតើប៉ារ៉ាម៉ែត្រវិធីសាស្រ្តត្រូវបានកំណត់ត្រឹមត្រូវដែរឬទេ៖

មតិកែលម្អ ការទទួលបាន OSកំណត់ទៅតម្លៃ 3 ,

ត្រូវប្រាកដថាប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ការបង្ក្រាបទំហំ (កម្លាំង)មានតម្លៃប្រហែល 0.2 (សូមមើលរូប 7-29)។ បើមិនដូច្នោះទេចុចប៊ូតុង បង្ខំនិងនៅក្នុងបង្អួច ការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអន្តរកម្ម (រូបភាព 7-30)កំណត់តម្លៃ ការបង្ក្រាបទំហំស្មើ 0.2. សម្រាប់វិធីសាស្រ្តដែលឆ្ងាញ់ជាងនេះ តម្លៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ការបង្ក្រាបទំហំប្រហែលជាតិច .

ពិនិត្យមើលថាតើការកំណត់ត្រឹមត្រូវនៅក្នុងបង្អួចប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ជម្រើស, ទំព័រ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃវិធីសាស្រ្ត.

ថាតើមានអន្តរកម្មឬអត់អាចត្រូវបានកំណត់ដោយសូចនាករខាងឆ្វេង ម៉ាស៊ីនស្កេនZ. ផ្នែកបន្ថែមពេញលេញនៃម៉ាស៊ីនស្កេន (សូចនាករទាំងមូល ម៉ាស៊ីនស្កេនZពណ៌ពណ៌ខៀវ) ក៏ដូចជាសូចនាករពណ៌ប៊ឺហ្គូឌីដែលមានស្រមោលទាំងស្រុង ទំហំនៃលំយោលស៊ើបអង្កេត(រូបភាព ៧-២៩) បង្ហាញថាគ្មានអន្តរកម្មទេ។ បន្ទាប់ពីអនុវត្តការស្វែងរកសំឡេង និងកំណត់ប្រេកង់ប្រតិបត្តិការ ទំហំនៃរំញ័រដោយឥតគិតថ្លៃនៃការស៊ើបអង្កេតត្រូវបានយកជាការរួបរួម។

ប្រសិនបើ​ម៉ាស៊ីន​ស្កេន​មិន​ត្រូវ​បាន​ពង្រីក​ឱ្យ​បាន​ពេញលេញ​មុន ឬ​ក្នុង​អំឡុង​ពេល​ខិត​ជិត ឬ​កម្មវិធី​នឹង​បង្ហាញ​សារ​មួយ៖ 'កំហុស! ការស៊ើបអង្កេតគឺនៅជិតគំរូពេក។ ពិនិត្យមើលប៉ារ៉ាម៉ែត្រវិធីសាស្រ្តឬថ្នាំងរាងកាយ។ អ្នក​ចង់​ផ្លាស់ទី​ទៅ​កន្លែង​មាន​សុវត្ថិភាព" វាត្រូវបាន​ណែនាំ​ឱ្យ​ផ្អាក​ដំណើរការ​វិធីសាស្រ្ត​និង​៖

ក. ផ្លាស់ប្តូរជម្រើសមួយក្នុងចំណោមជម្រើស៖

បង្កើនបរិមាណអន្តរកម្ម, ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ការបង្ក្រាបទំហំ, ឬ

បង្កើនតម្លៃ ការទទួលបាន OS, ឬ

បង្កើនពេលវេលាពន្យាពេលរវាងជំហានវិធីសាស្រ្ត (ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ពេលវេលានៃការរួមបញ្ចូលនៅលើទំព័រ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃវិធីសាស្រ្តបង្អួច ជម្រើស).

ខ. បង្កើនចម្ងាយរវាងចុងនៃការស៊ើបអង្កេត និងគំរូ (ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ សូមអនុវត្តតាមជំហានដែលបានពិពណ៌នាក្នុងកថាខណ្ឌ និងអនុវត្តប្រតិបត្តិការ សន្ទុះបន្ទាប់មកត្រឡប់ទៅនីតិវិធី ការផ្គត់ផ្គង់.

អង្ករ។ 7 30. បង្អួចសម្រាប់កំណត់តម្លៃនៃអន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេត និងគំរូ

បន្ទាប់ពីចាប់យកអន្តរកម្មសារ " ចប់សព្វគ្រប់ហើយ”.

ប្រសិនបើវាចាំបាច់ដើម្បីផ្លាស់ទីទៅជិតមួយជំហានចុចប៊ូតុង។ ក្នុងករណីនេះ ជំហានត្រូវបានប្រតិបត្តិជាមុន ហើយបន្ទាប់មកលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការចាប់យកអន្តរកម្មត្រូវបានពិនិត្យ។ ដើម្បីបញ្ឈប់ចលនា សូមចុចប៊ូតុង។ ដើម្បីអនុវត្តប្រតិបត្តិការដកថយ អ្នកត្រូវតែចុចប៊ូតុងសម្រាប់ការដកថយរហ័ស

ឬចុចប៊ូតុងសម្រាប់ការដកថយយឺត។ បើចាំបាច់ដកថយមួយជំហានចុចប៊ូតុង។ ក្នុងករណីនេះ ជំហានត្រូវបានប្រតិបត្តិជាមុន ហើយបន្ទាប់មកលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការចាប់យកអន្តរកម្មត្រូវបានពិនិត្យ។

7. ស្កេន

បន្ទាប់ពីបញ្ចប់នីតិវិធីនៃវិធីសាស្រ្ត ( ការផ្គត់ផ្គង់) និងការចាប់យកអន្តរកម្ម ការស្កេនមាន (ប៊ូតុងនៅក្នុងបង្អួចផ្ទាំងបញ្ជាឧបករណ៍)។

ដោយចុចប៊ូតុងនេះ (ទិដ្ឋភាពនៃបង្អួចស្កេនត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7-31) អ្នកប្រើប្រាស់បន្តដោយផ្ទាល់ទៅការវាស់វែង និងទទួលបានលទ្ធផលរង្វាស់។

មុនពេលអនុវត្តដំណើរការស្កេន អ្នកត្រូវកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្កេន។ ជម្រើសទាំងនេះត្រូវបានដាក់ជាក្រុមនៅផ្នែកខាងស្តាំនៃរបារខាងលើនៃបង្អួច។ កំពុងស្កេន.

ជាលើកដំបូងបន្ទាប់ពីចាប់ផ្តើមកម្មវិធី ពួកគេត្រូវបានដំឡើងតាមលំនាំដើម៖

តំបន់ស្កេន - តំបន់ (Xnm*យnm) 5000*5000nm;

ចំនួនពិន្ទុការវាស់វែងតាមអ័ក្ស- X, Y: NX=100, ញូវយ៉ក=100;

ស្កេនផ្លូវ - ទិសដៅកំណត់ទិសដៅស្កេន។ កម្មវិធីនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកជ្រើសរើសទិសដៅនៃអ័ក្សស្កេនរហ័ស (X ឬ Y) ។ នៅពេលដែលកម្មវិធីចាប់ផ្តើមវាដំឡើង ទិសដៅ

បន្ទាប់ពីកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្កេនអ្នកត្រូវតែចុចប៊ូតុង អនុវត្តដើម្បីបញ្ជាក់ការបញ្ចូលប៉ារ៉ាម៉ែត្រ និងប៊ូតុង ចាប់ផ្តើមដើម្បីចាប់ផ្តើមស្កេន។

អង្ករ។ 7 31. បង្អួចសម្រាប់គ្រប់គ្រងដំណើរការ និងបង្ហាញលទ្ធផលនៃការស្កេន CCM

7.4. សេចក្តីណែនាំ

អានសៀវភៅណែនាំអ្នកប្រើប្រាស់ [Ref. ៧-៤]។

7.5.សុវត្ថិភាព

ឧបករណ៍នេះត្រូវបានបំពាក់ដោយវ៉ុល 220 V. មីក្រូទស្សន៍ស្កេន NanoEducator គួរតែត្រូវបានដំណើរការដោយអនុលោមតាម PTE និង PTB នៃការដំឡើងអគ្គិសនីសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់ដែលមានវ៉ុលរហូតដល់ 1000 V ។

7.6 កិច្ចការ

1. រៀបចំគំរូជីវសាស្រ្តផ្ទាល់ខ្លួនរបស់អ្នកសម្រាប់ការសិក្សា SPM ។

2. អនុវត្តការរចនាទូទៅនៃ NanoEducator ។

3. ស្គាល់កម្មវិធីគ្រប់គ្រង NanoEducator ។

4. ទទួលបានរូបភាព SPM ដំបូងក្រោមការគ្រប់គ្រងរបស់គ្រូ។

5. ដំណើរការនិងវិភាគរូបភាពលទ្ធផល។ តើបាក់តេរីប្រភេទណាខ្លះដែលមានលក្ខណៈធម្មតាសម្រាប់ដំណោះស្រាយរបស់អ្នក? តើអ្វីកំណត់រូបរាង និងទំហំនៃកោសិកាបាក់តេរី?

6. យក Burgey's Bacteria Key ហើយប្រៀបធៀបលទ្ធផលជាមួយនឹងអ្វីដែលបានពិពណ៌នានៅទីនោះ។

7.7.សំណួរត្រួតពិនិត្យ

1. តើវិធីសាស្រ្តសិក្សាវត្ថុជីវសាស្រ្តមានអ្វីខ្លះ?

2. តើមីក្រូទស្សន៍ស្កែនគឺជាអ្វី? តើ​គោលការណ៍​អ្វី​ដែល​ដាក់​លើ​វា?

3. ដាក់ឈ្មោះសមាសធាតុសំខាន់ៗនៃ SPM និងគោលបំណងរបស់វា។

4. តើអ្វីទៅជាឥទ្ធិពល piezoelectric និងរបៀបដែលវាត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុង SPM ។ ពិពណ៌នាអំពីការរចនាផ្សេងគ្នានៃម៉ាស៊ីនស្កេន។

5. ពិពណ៌នាអំពីការរចនាទូទៅនៃ NanoEducator ។

6. ពិពណ៌នាអំពីឧបករណ៏អន្តរកម្មកម្លាំង និងគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់វា។

7. ពិពណ៌នាអំពីយន្តការសម្រាប់ការចូលទៅជិតការស៊ើបអង្កេតទៅកាន់គំរូនៅក្នុង NanoEducator ។ ពន្យល់ពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលកំណត់កម្លាំងនៃអន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេត និងគំរូ។

8. ពន្យល់ពីគោលការណ៍នៃការស្កែន និងប្រតិបត្តិការនៃប្រព័ន្ធផ្តល់មតិ។ ប្រាប់យើងអំពីលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការជ្រើសរើសជម្រើសស្កេន។

៧.៨ អក្សរសិល្ប៍

ពន្លឺ។ 7 1. Paul de Kruy ។ អ្នកប្រមាញ់អតិសុខុមប្រាណ។ M. Terra ។ ២០០១។

ពន្លឺ។ 7 2. ការណែនាំអំពីលំហាត់ជាក់ស្តែងក្នុងមីក្រូជីវវិទ្យា។ ក្រោមការកែសម្រួលរបស់ Egorov N.S. ទីក្រុងម៉ូស្គូ៖ ណៅកា ឆ្នាំ ១៩៩៥។

ពន្លឺ។ 7 3. Holt J., Krieg N., P. Sneath, J. Staley, S. Williams ។ // ការកំណត់បាក់តេរី Burgey ។ M.: Mir, 1997. Vol. No. 2. C. 574.

ពន្លឺ។ 7 4. សៀវភៅដៃអ្នកប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ អ្នកអប់រំណាណូ.. Nizhny Novgorod ។ មជ្ឈមណ្ឌលវិទ្យាសាស្ត្រ និងអប់រំ...

ឯកសារបង្រៀនស្តីពី "ការស្កែនស្កែនមីក្រូទស្សន៍ក្នុងជីវវិទ្យា" ផែនការបង្រៀន

អរូបី

... ការស្កេនស៊ើបអង្កេតមីក្រូទស្សន៍នៅក្នុងជីវវិទ្យា" ផែនការនៃការបង្រៀន៖ សេចក្តីផ្តើម ប្រវត្តិនៃព្រំដែន SPM កម្មវិធី... និងរចនាសម្ព័ន្ធណាណូ, ស្រាវជ្រាវជីវសាស្រ្តវត្ថុ៖ ជ័យលាភីណូបែល... សម្រាប់ស្រាវជ្រាវគំរូជាក់លាក់៖ ខ ការស្កេនស៊ើបអង្កេតមីក្រូទស្សន៍សម្រាប់ ...

កម្មវិធីបឋមនៃសន្និសិទរុស្ស៊ី xxiii ស្តីពីមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ថ្ងៃទី 1 ខែមិថុនា ព្រឹកថ្ងៃអង្គារ 10 00 - 14 00 បើកសន្និសីទ សុន្ទរកថាណែនាំ

កម្មវិធី

B.P. Karadzhyan, Yu.L. Ivanova, Yu.F. Ivlev, V.I. Popenko ការដាក់ពាក្យស៊ើបអង្កេតនិង confocal ការស្កេនមីក្រូទស្សន៍សម្រាប់ស្រាវជ្រាវដំណើរការជួសជុលដោយប្រើ nanodispersed grafts...

1st All-Russian Scientific Conference Methods for Study the Composition and Structure of Functional Materials

ឯកសារ

ធាតុច្រើន វត្ថុមិនមែនឯកសារយោង... Lyakhov N.Z. ការស្រាវជ្រាវណាណូសមាសធាតុ ជីវវិទ្យាសកម្ម... Aliev V.Sh. កម្មវិធីវិធីសាស្រ្ត ស៊ើបអង្កេតមីក្រូស្កុបសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវផលប៉ះពាល់... ការស្កេនកាឡូរីមេទ្រី និងចរន្តសីតុណ្ហភាព សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ ...

(ភាសាអង់គ្លេស) ការស្កែនអេឡិចត្រុងមីក្រូទស្សន៍ SEM)គឺជាឧបករណ៍ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកទទួលបានរូបភាពនៃផ្ទៃនៃគំរូជាមួយនឹងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ (តិចជាងមីក្រូម៉ែត្រ) ។ រូបភាពដែលទទួលបានដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនមានបីវិមាត្រ និងងាយស្រួលសម្រាប់សិក្សារចនាសម្ព័ន្ធនៃផ្ទៃស្កែន។ វិធីសាស្រ្តបន្ថែមមួយចំនួន (EDX, WDX-methods) ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានព័ត៌មានអំពីសមាសធាតុគីមីនៃស្រទាប់ជិតផ្ទៃ។

គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការ

គំរូដែលកំពុងសិក្សាត្រូវបានស្កែនក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្វះចន្លោះឧស្សាហកម្មដោយធ្នឹមអេឡិចត្រុងថាមពលមធ្យមផ្តោត។ អាស្រ័យលើយន្តការថតសញ្ញា របៀបប្រតិបត្តិការជាច្រើននៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនត្រូវបានសម្គាល់៖ របៀបអេឡិចត្រុងឆ្លុះបញ្ចាំង របៀបអេឡិចត្រុងបន្ទាប់បន្សំ របៀប cathodoluminescence ជាដើម។ បច្ចេកទេសដែលបានអភិវឌ្ឍអនុញ្ញាតឱ្យមិនត្រឹមតែសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃផ្ទៃគំរូប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចមើលរូបភាពបានទៀតផង។ និងទទួលបានព័ត៌មានអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃក្រោម ដែលមានទីតាំងនៅជម្រៅនៃមីក្រូជាច្រើនពីផ្ទៃដែលបានស្កេន។

របៀបប្រតិបត្តិការ

ការរកឃើញអេឡិចត្រុងបន្ទាប់បន្សំ

វិទ្យុសកម្មដែលបង្កើតជារូបភាពនៃផ្ទៃគំរូនៅក្នុងម៉ូដែលឧបករណ៍ភាគច្រើនគឺច្បាស់ណាស់ អេឡិចត្រុងបន្ទាប់បន្សំដែលចូលទៅក្នុងឧបករណ៍រាវរកប្រភេទ Everhart-Thornley ដែលរូបភាពបឋមត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលបន្ទាប់ពីដំណើរការសូហ្វវែរ ដំណើរការចូលទៅក្នុងអេក្រង់ម៉ូនីទ័រ។ ដូចទៅនឹងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនដែរ ខ្សែភាពយន្តពីមុនត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការថតរូប។ កាមេរ៉ាបានចាប់យករូបភាពនៅលើអេក្រង់សខ្មៅដែលមាននិយមន័យខ្ពស់នៃបំពង់កាំរស្មី cathode ។ ឥឡូវនេះរូបភាពដែលបានបង្កើតត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងសាមញ្ញនៅក្នុងបង្អួចចំណុចប្រទាក់នៃកម្មវិធីកុំព្យូទ័រដែលគ្រប់គ្រងមីក្រូទស្សន៍ហើយបន្ទាប់ពីការផ្តោតអារម្មណ៍ដោយប្រតិបត្តិករវាអាចត្រូវបានរក្សាទុកទៅថាសរឹងរបស់កុំព្យូទ័រ។ រូបភាពដែលបង្កើតឡើងដោយមីក្រូទស្សន៍ស្កែនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកម្រិតពណ៌ខ្ពស់ និងជម្រៅនៃការផ្តោតអារម្មណ៍។ នៅក្នុងម៉ូដែលមួយចំនួននៃឧបករណ៍ទំនើប ដោយសារការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា multibeam និងការប្រើប្រាស់កម្មវិធីពិសេស វាអាចទទួលបានរូបភាព 3D នៃផ្ទៃវត្ថុដែលកំពុងសិក្សា។ ជាឧទាហរណ៍ មីក្រូទស្សន៍បែបនេះត្រូវបានផលិតដោយក្រុមហ៊ុនជប៉ុន JEOL ។

ការអនុញ្ញាត

គុណភាពបង្ហាញលំហនៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនគឺអាស្រ័យលើទំហំឆ្លងកាត់នៃធ្នឹមអេឡិចត្រុង ដែលវាអាស្រ័យទៅលើលក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រុងអុបទិកដែលផ្តោតទៅលើធ្នឹម។ ដំណោះស្រាយត្រូវបានកំណត់ផងដែរដោយទំហំនៃតំបន់នៃអន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេតអេឡិចត្រុងនិងគំរូ, នោះគឺពីសម្ភារៈគោលដៅ។ ទំហំនៃការស៊ើបអង្កេតអេឡិចត្រុង និងទំហំនៃតំបន់អន្តរកម្មរវាងការស៊ើបអង្កេត និងសំណាកគំរូគឺមានចម្ងាយធំជាងរវាងអាតូមគោលដៅ ដូច្នេះដំណោះស្រាយនៃមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនមិនធំគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្ហាញមាត្រដ្ឋានអាតូម ដូចដែលអាចធ្វើទៅបានទេ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កែនមានគុណសម្បត្តិរបស់វា រួមទាំងសមត្ថភាពក្នុងការមើលឃើញផ្ទៃធំនៃគំរូ សមត្ថភាពក្នុងការពិនិត្យមើលគោលដៅដ៏ធំ (មិនមែនគ្រាន់តែជាខ្សែភាពយន្តស្តើងនោះទេ) និងវិធីសាស្រ្តវិភាគជាច្រើនដែលអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេសិក្សា។ លក្ខណៈជាមូលដ្ឋាននៃសម្ភារៈគោលដៅ។ អាស្រ័យលើឧបករណ៍ជាក់លាក់និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការពិសោធន៍វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសម្រេចបាននូវតម្លៃដំណោះស្រាយពីរាប់សិបទៅឯកតានៃ nanometers ។

ការដាក់ពាក្យ

មីក្រូទស្សន៍ស្កែនត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាចម្បងជាឧបករណ៍ស្រាវជ្រាវក្នុងរូបវិទ្យា វិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ អេឡិចត្រូនិក និងជីវវិទ្យា។ ជាចម្បងដើម្បីទទួលបានរូបភាពនៃគំរូតេស្ត ដែលអាចប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើប្រភេទឧបករណ៍ចាប់ដែលត្រូវបានប្រើ។ ភាពខុសប្លែកគ្នាទាំងនេះនៅក្នុងរូបភាពដែលទទួលបានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើការសន្និដ្ឋានអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃផ្ទៃ ដើម្បីធ្វើការសិក្សាអំពីសណ្ឋានដី។ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងគឺជាឧបករណ៍តែមួយគត់ដែលអាចផ្តល់រូបភាពនៃផ្ទៃនៃមីក្រូឈីបទំនើប ឬដំណាក់កាលមធ្យមនៃដំណើរការ photolithography ។

សម្រាប់ការសិក្សាលម្អិតលើផ្ទៃនៃសារធាតុរឹង មានវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន។ មីក្រូទស្សន៍ ជាមធ្យោបាយនៃការទទួលបានរូបភាពពង្រីក មានដើមកំណើតនៅសតវត្សទី 15 ។ នៅពេលដែលកែវពង្រីកសាមញ្ញត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលើកដំបូងដើម្បីសិក្សាសត្វល្អិត។ នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី XVII ។ លោក Antonio van Leeuwenhoek បានបង្កើតមីក្រូទស្សន៍អុបទិក ដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតអត្ថិភាពនៃកោសិកានីមួយៗ អតិសុខុមប្រាណបង្កជំងឺ និងបាក់តេរី។ រួចទៅហើយនៅក្នុងសតវត្សទី 20 វិធីសាស្រ្តមីក្រូទស្សន៍ដោយប្រើធ្នឹមអេឡិចត្រុងនិងអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបង្កើតឡើង។

នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តទាំងអស់ដែលបានពិពណ៌នាគោលការណ៍ខាងក្រោមត្រូវបានអនុវត្ត: ការបំភ្លឺនៃវត្ថុដែលកំពុងសិក្សាជាមួយនឹងស្ទ្រីមនៃភាគល្អិតនិងការផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់របស់វា។ មីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែនប្រើគោលការណ៍ផ្សេងគ្នា - ជំនួសឱ្យការស៊ើបអង្កេតភាគល្អិត វាប្រើមេកានិក ម្ជុល។ និយាយជាន័យធៀប យើងអាចនិយាយបានថា ប្រសិនបើសំណាកមួយត្រូវបានពិនិត្យនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អុបទិក ឬអេឡិចត្រុង នោះនៅក្នុង SPM វាមានអារម្មណ៍។

គោលការណ៍សំខាន់មួយទៀតដែលត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងឈ្មោះនៃវិធីសាស្ត្រ SPM គឺជាគោលការណ៍នៃការស្កែន i.e. ការទទួលបានព័ត៌មានជាមធ្យមអំពីវត្ថុនៃការសិក្សា ប៉ុន្តែការបំបែក (ពីចំណុចមួយទៅចំណុចមួយ ពីបន្ទាត់មួយទៅបន្ទាត់មួយ) ចលនានៃការស៊ើបអង្កេត និងការអានព័ត៌មាននៅចំណុចនីមួយៗ។

ការរចនាទូទៅនៃមីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែនត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។

ប្រភេទនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។

មីក្រូទស្សន៍ស្កែនស្កែនគឺផ្អែកលើការរកឃើញនៃអន្តរកម្មក្នុងតំបន់ដែលកើតឡើងរវាងការស៊ើបអង្កេត និងផ្ទៃនៃគំរូតេស្ត នៅពេលដែលពួកវាចូលទៅជិតគ្នារហូតដល់ចម្ងាយ ~l ដែល l គឺជាប្រវែងបំបែកលក្ខណៈនៃ "ការស៊ើបអង្កេតគំរូ" អន្តរកម្ម។ អាស្រ័យលើលក្ខណៈនៃអន្តរកម្ម "គំរូ-គំរូ" មានៈ មីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដីស្កែន (STM, ចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដីត្រូវបានរកឃើញ), មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងស្កែន (SFM, អន្តរកម្មកម្លាំងត្រូវបានរកឃើញ) មីក្រូទស្សន៍អុបទិកស្កែននៅជិតវាល (SNOM, អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ វិទ្យុសកម្មត្រូវបានរកឃើញ) ។ល។ ម៉្យាងវិញទៀត មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងស្កែនត្រូវបានបែងចែកទៅជាមីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិក (AFM) មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងម៉ាញេទិក (MSM) មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអគ្គិសនី (ESM) និងផ្សេងទៀត អាស្រ័យលើប្រភេទនៃអន្តរកម្មកម្លាំង។

អង្ករ។ ២.

នៅពេលវាស់ចរន្តផ្លូវរូងក្រោមដីនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្លូវរូងក្រោមដី (រូបភាពទី 2) ឧបករណ៍បំលែងវ៉ុលបច្ចុប្បន្ន (CVT) ត្រូវបានប្រើដែលត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសៀគ្វីលំហូរបច្ចុប្បន្នរវាងការស៊ើបអង្កេតនិងគំរូ។ ជម្រើសប្តូរពីរគឺអាចធ្វើទៅបាន៖ ជាមួយនឹងការស៊ើបអង្កេតលើដី នៅពេលដែលវ៉ុលលំអៀងត្រូវបានអនុវត្តទៅសំណាកដែលទាក់ទងទៅនឹងការស៊ើបអង្កេតដែលមានដី ឬជាមួយសំណាកដីនៅពេលដែលវ៉ុលលំអៀងត្រូវបានអនុវត្តទៅការស៊ើបអង្កេតដែលទាក់ទងទៅនឹងគំរូ។

អង្ករ។ ២.

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអន្តរកម្មកម្លាំងប្រពៃណីគឺជា microbeam ស៊ីលីកូន cantilever ឬ cantilever (ពី cantilever ភាសាអង់គ្លេស - cantilever) ជាមួយនឹងគ្រោងការណ៍អុបទិកសម្រាប់ការរកឃើញទំហំនៃការពត់ cantilever ដែលកើតឡើងដោយសារតែអន្តរកម្មកម្លាំងរវាងគំរូនិងការស៊ើបអង្កេតដែលមានទីតាំងនៅ។ ចុងបញ្ចប់នៃ cantilever (រូបភាពទី 3) ។

មានវិធីសាស្រ្តទំនាក់ទំនង មិនមែនទំនាក់ទំនង និងអន្តរការទំនាក់ទំនង ("ទំនាក់ទំនងពាក់កណ្តាល") នៃការធ្វើមីក្រូទស្សន៍ដោយបង្ខំ។ ការប្រើវិធីទំនាក់ទំនងសន្មត់ថាការស៊ើបអង្កេតស្ថិតនៅលើគំរូ។ នៅពេលដែល cantilever ត្រូវបានពត់នៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងទំនាក់ទំនង កាំរស្មីឡាស៊ែរដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីវាត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅដែលទាក់ទងទៅកណ្តាលនៃ quadrant photodetector ។ ដូច្នេះការផ្លាតរបស់ cantilever អាចត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងនៅក្នុងការបំភ្លឺនៃពាក់កណ្តាលខាងលើនិងខាងក្រោមនៃ photodetector ។

នៅពេលប្រើវិធីសាស្រ្តមិនទាក់ទងការស៊ើបអង្កេតត្រូវបានយកចេញពីផ្ទៃហើយស្ថិតនៅក្នុងតំបន់នៃសកម្មភាពនៃកម្លាំងទាក់ទាញចម្ងាយឆ្ងាយ។ កម្លាំងទាក់ទាញ និងជម្រាលរបស់វាខ្សោយជាងកម្លាំងទំនាក់ទំនងដែលគួរឱ្យស្អប់។ ដូច្នេះ បច្ចេកទេស​ម៉ូឌុល​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ជា​ធម្មតា​ដើម្បី​រក​ឃើញ​ពួកវា។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះដោយប្រើ piezovibrator cantilever ផ្លាស់ប្តូរបញ្ឈរនៅប្រេកង់ resonant ។ ឆ្ងាយពីផ្ទៃខាងលើ ទំហំនៃលំយោល cantilever មានតម្លៃអតិបរមា។ នៅពេលដែលវាចូលទៅជិតផ្ទៃ ដោយសារសកម្មភាពនៃជម្រាលនៃកម្លាំងនៃការទាក់ទាញ ប្រេកង់ resonant នៃលំយោល cantilever ផ្លាស់ប្តូរ ខណៈពេលដែលទំហំនៃការយោលរបស់វាថយចុះ។ ទំហំនេះត្រូវបានកត់ត្រាដោយប្រើប្រព័ន្ធអុបទិកដោយការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងនៅក្នុងការបំភ្លឺអថេរនៃផ្នែកខាងលើ និងខាងក្រោមនៃ photodetector ។

ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តវាស់វែង "ពាក់កណ្តាលទំនាក់ទំនង" បច្ចេកទេសម៉ូឌុលសម្រាប់វាស់អន្តរកម្មកម្លាំងក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ផងដែរ។ នៅក្នុងរបៀប "ពាក់កណ្តាលទំនាក់ទំនង" ការស៊ើបអង្កេតផ្នែកខ្លះប៉ះលើផ្ទៃដោយឆ្លាស់គ្នាទាំងនៅក្នុងតំបន់នៃការទាក់ទាញ និងនៅក្នុងតំបន់នៃការច្រានចោល។

មានវិធីសាស្រ្តសាមញ្ញផ្សេងទៀតសម្រាប់ការរកឃើញអន្តរកម្មកម្លាំង ដែលអន្តរកម្មកម្លាំងត្រូវបានបំប្លែងដោយផ្ទាល់ទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនី។ វិធីសាស្រ្តមួយក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តទាំងនេះគឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពល piezoelectric ដោយផ្ទាល់នៅពេលដែលការពត់កោងនៃសម្ភារៈ piezoelectric ក្រោមសកម្មភាពនៃអន្តរកម្មកម្លាំងនាំឱ្យមានរូបរាងនៃសញ្ញាអគ្គិសនី។