扫描隧道显微镜与原子力显微镜的反馈信号异同
1.扫描隧道显微镜(STM)的feedback signal是tunneling current(隧道电流)
这是一种基于量子隧道效应的现象一探针针尖的波函数和基底原子之间的波函数在距离极近时相互叠加,可以让电子突破能垒,发生电子转移,从而在针尖和基底之间形成隧道电流。
电流大小与针尖和基底间的距离相关(指数关系)。通过保持针尖绝对高度不变监测扫过表面时的电流大小的变化(constant height mode)或者保持电流值不变检测针尖扫过表面时的轨迹(constant current mode),即可成像。
由于测量的是电流,所以扫描隧道显微镜(STM)的样品,必须是导电的。
2.原子力显微镜(AFM)的feedback signa是针尖和和样品表面原子之间的相互作用力
相互作用力有很多种,静电作用,范德瓦尔斯力之类的n多种,所以AFM可以观测不导电的样品。
然而这个相互作用力无法像电信号一样直接检测,所以AFM使用激光照在针尖上,当针尖因为原子间作用力(引力和斥力都有)而震动时,激光的反射就会相应的跟着变化。
根据针尖和样品表面是否接触,AFM可以分为contact mode和tapping mode两种,目前还有新的mode在被开发出来(在下的组里就在使用其中-种新mode,暂未命名)。
因为AFM的样品不用非得有导电性,所以AFM可以用来检测生物样品,DNA,RN,蛋白质,甚至是细胞。不过目前由于技术限制,检测细胞的分辨率还未能达到分子尺度。