स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप की अवधारणा/सिद्धांत/संरचना/विशेषताएं
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के आधार पर विकसित विभिन्न नए प्रकार के जांच माइक्रोस्कोप (परमाणु बल माइक्रोस्कोप, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल माइक्रोस्कोप, चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग आयन चालकता माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग इलेक्ट्रोकेमिकल माइक्रोस्कोप, आदि) के लिए एक सामूहिक शब्द है। यह हाल के वर्षों में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर विकसित एक सतह विश्लेषण उपकरण है।
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का सिद्धांत और संरचना
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप का मूल कार्य सिद्धांत जांच और नमूने की सतह के परमाणुओं और अणुओं के बीच बातचीत का उपयोग करना है, यानी, जब जांच और नमूना सतह नैनोस्केल के करीब होती है, तो बातचीत के विभिन्न भौतिक क्षेत्रों का निर्माण करना होता है। और संबंधित भौतिक मात्राओं का पता लगाकर नमूने की सतह आकृति विज्ञान प्राप्त करना। स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप में पांच भाग होते हैं: एक जांच, एक स्कैनर, एक विस्थापन सेंसर, एक नियंत्रक, एक पहचान प्रणाली और एक छवि प्रणाली।
नियंत्रक एक निश्चित मूल्य पर जांच और नमूने के बीच की दूरी (या बातचीत की भौतिक मात्रा) को स्थिर करने के लिए एक स्कैनर के माध्यम से नमूने को लंबवत और क्षैतिज रूप से ले जाता है; इसके साथ ही नमूने को xy क्षैतिज तल में ले जाएं, ताकि जांच स्कैनिंग पथ के साथ नमूने की सतह को स्कैन कर सके। स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप जांच और नमूने के बीच एक स्थिर दूरी बनाए रखते हुए जांच प्रणाली द्वारा जांच और नमूने के बीच बातचीत के प्रासंगिक भौतिक मात्रा संकेतों का पता लगाता है; स्थिर परस्पर क्रिया करने वाली भौतिक मात्राओं के मामले में, जांच और नमूने के बीच की दूरी एक ऊर्ध्वाधर विस्थापन सेंसर द्वारा पता लगाई जाती है। छवि प्रणाली पहचान संकेत (या जांच और नमूने के बीच की दूरी) के आधार पर नमूने की सतह पर छवि प्रसंस्करण करती है।
जांच और उपयोग किए गए नमूने के बीच बातचीत के विभिन्न भौतिक क्षेत्रों के अनुसार, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप को माइक्रोस्कोप की विभिन्न श्रृंखलाओं में विभाजित किया जाता है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) और परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप के दो सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार हैं। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप जांच और परीक्षण किए जा रहे नमूने के बीच टनलिंग करंट को मापकर नमूने की सतह संरचना का पता लगाता है। परमाणु बल माइक्रोस्कोपी एक फोटोइलेक्ट्रिक विस्थापन सेंसर का उपयोग करके सुई की नोक और नमूने के बीच संपर्क बल के कारण होने वाले सूक्ष्म ब्रैकट विरूपण का पता लगाकर नमूने की सतह का पता लगाता है, जो या तो आकर्षक या प्रतिकारक हो सकता है।
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी की विशेषताएं
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप तीसरे प्रकार का माइक्रोस्कोप है जो फ़ील्ड आयन माइक्रोस्कोपी और उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के अलावा, परमाणु पैमाने पर पदार्थ की संरचना का निरीक्षण करता है। उदाहरण के तौर पर स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) को लेते हुए, इसका पार्श्व रिज़ॉल्यूशन 0.1-0.2nm है, और इसका अनुदैर्ध्य गहराई रिज़ॉल्यूशन 0.01nm है। यह रिज़ॉल्यूशन नमूने की सतह पर वितरित व्यक्तिगत परमाणुओं या अणुओं के स्पष्ट अवलोकन की अनुमति देता है। इस बीच, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का उपयोग हवा, अन्य गैस या तरल वातावरण में अवलोकन और अनुसंधान के लिए भी किया जा सकता है।
स्कैनिंग जांच सूक्ष्मदर्शी में परमाणु रिज़ॉल्यूशन, परमाणु परिवहन और नैनोफैब्रिकेशन जैसी विशेषताएं हैं। हालाँकि, विभिन्न स्कैनिंग माइक्रोस्कोप के अलग-अलग कार्य सिद्धांतों के कारण, उनके द्वारा प्राप्त परिणाम नमूने की बहुत अलग सतह की जानकारी दर्शाते हैं। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉन चरण की वितरण जानकारी को मापता है, जिसमें परमाणु स्तर का रिज़ॉल्यूशन होता है लेकिन फिर भी नमूने की वास्तविक संरचना प्राप्त नहीं की जा सकती है। और परमाणु माइक्रोस्कोपी परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया की जानकारी का पता लगाता है, इसलिए यह नमूने की सतह परमाणु वितरण की व्यवस्था की जानकारी प्राप्त कर सकता है, जो नमूने की वास्तविक संरचना है। दूसरी ओर, परमाणु बल माइक्रोस्कोपी इलेक्ट्रॉनिक स्थिति की जानकारी को माप नहीं सकती है जिसकी तुलना सिद्धांत से की जा सकती है, इसलिए दोनों की अपनी ताकत और कमजोरियां हैं।
