​电子显微镜的原理是什么

电子显微镜的原理是什么

电子显微镜有很多种类型，这里主要讲一下「隧道扫描显微镜」。

名字里有“隧道”两个字，但是并不是说显微镜里有类似“隧道”的结构。“隧道”，指的是“隧穿”效应。

我们知道，人在面对一堵墙的时候，是无法直接穿过去的。而同理，一个能量很低的物体，在宏观层面来看，是无法穿过很高的势能壁垒的。但是，更微观的粒子，是可以通过一种叫做“隧穿”的效应，直接穿过势能壁垒的。当然，并不是任何情况都可以穿过，而是与势能壁垒的高度、厚度有关。

这时，这个概率就变的非常有用了。因为，隧穿概率与厚度有一个确定的关系，所以，只需要测量某个点的隧穿概率，就可以推算出那里的厚度。而知道了厚度，就在一定程度上了解了所观测物体的结构。

如图中所示，在每个点上，都在下方释放电子，然后多次测量。比如说测量了一万个电子，有300个隧穿过去，被探针检测到，那么，这里的隧穿概率就是百分之三。进一步的，我们就可以使用这个百分之三的隧穿概率，来计算此处的厚度。

通过对样品各个地方进行扫描，就可以测出各处的厚度，这样，就可以绘制出样品的形状。还有一个问题，就是探针自己是如何这样精确的移动的？这样精确的移动，肯定不是传统的机械结构，而是用的是“压电陶瓷”，这样在电压的控制下，可以让探头进行微小的移动。