Die Eigenschaften von Rastersondenmikroskopen
Rastersondenmikroskop ist ein allgemeiner Begriff für verschiedene neue Sondenmikroskope (Rasterkraftmikroskop, elektrostatisches Kraftmikroskop, magnetisches Kraftmikroskop, Rasterionenleitfähigkeitsmikroskop, elektrochemisches Rastermikroskop usw.), die auf der Grundlage des Rastertunnelmikroskops entwickelt wurden. Es handelt sich um ein in den letzten Jahren international entwickeltes Instrument zur Oberflächenanalyse.
Das Rastersondenmikroskop ist nach der Feldionenmikroskopie und der hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskopie der dritte Mikroskoptyp, der Materialstrukturen auf atomarer Ebene beobachtet. Am Beispiel des Rastertunnelmikroskops (STM) beträgt seine laterale Auflösung 0,1–0,2 nm und seine longitudinale Tiefenauflösung 0,01 nm. Mit dieser Auflösung können einzelne Atome oder Moleküle, die auf der Oberfläche der Probe verteilt sind, deutlich beobachtet werden. Mittlerweile können Rastersondenmikroskope auch zur Beobachtung und Forschung in Luft, anderen Gasen oder flüssigen Umgebungen eingesetzt werden.
Rastersondenmikroskope zeichnen sich durch Eigenschaften wie atomare Auflösung, Atomtransport und Nanomikrofabrikation aus. Aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsprinzipien verschiedener Rastermikroskope sind die in ihren Ergebnissen reflektierten Oberflächeninformationen der Probe jedoch sehr unterschiedlich. Das Rastertunnelmikroskop misst die Elektronenverteilungsinformationen auf der Oberfläche der Probe mit einer Auflösung auf atomarer Ebene, ist jedoch immer noch nicht in der Lage, die wahre Struktur der Probe zu ermitteln. Die Atommikroskopie erfasst die Wechselwirkungsinformationen zwischen Atomen und erhält so die Anordnungsinformationen der Atomverteilung auf der Oberfläche der Probe, die die wahre Struktur der Probe darstellen. Andererseits kann die Rasterkraftmikroskopie keine mit der Theorie vergleichbaren elektronischen Zustandsinformationen messen, sodass beide ihre eigenen Stärken und Schwächen haben.
