स्कैनिंग प्रोब माइक्रोस्कोपी के अनूठे लाभ
स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का कार्य सिद्धांत सूक्ष्म या मेसोस्कोपिक रेंज में विभिन्न भौतिक गुणों पर आधारित है, और उनके बीच की बातचीत का पता अध्ययन के तहत पदार्थ की सतह के ऊपर परमाणु रैखिकता स्कैनिंग की एक बहुत ही अच्छी जांच के माध्यम से लगाया जाता है, ताकि अध्ययन के तहत पदार्थ की सतह के गुणों को प्राप्त किया जा सके, विभिन्न प्रकार के एसपीएम के बीच मुख्य अंतर उनकी सुइयों की विशेषताओं और सुइयों के नमूनों के साथ बातचीत करने के उनके संबंधित तरीकों में अंतर है।
संचालन का सिद्धांत क्वांटम यांत्रिकी में सुरंग के माध्यम से सिद्धांत से लिया गया है। इसके मूल में एक टिप है जो नमूने की सतह पर स्कैन कर सकती है, इसके और नमूने के बीच एक निश्चित पूर्वाग्रह वोल्टेज के साथ, और जिसका व्यास परमाणु पैमाने पर है। चूंकि इलेक्ट्रॉन सुरंग की संभावना संभावित अवरोध V(r) की चौड़ाई के साथ एक नकारात्मक घातीय संबंध दिखाती है, जब सुई की नोक और नमूने के बीच की दूरी बहुत कम होती है, तो उनके बीच संभावित अवरोध बहुत पतला हो जाता है, और इलेक्ट्रॉन बादल एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं, और सुई की नोक और नमूने के बीच एक वोल्टेज लागू करके, इलेक्ट्रॉनों को टिप से नमूने में या नमूने से सुई की नोक पर सुरंग प्रभाव के माध्यम से एक सुरंग धारा बनाने के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है। टिप और नमूने के बीच सुरंग धारा में परिवर्तनों को रिकॉर्ड करके, नमूने की सतह आकृति विज्ञान के बारे में जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
अन्य सतह विश्लेषण तकनीकों की तुलना में एसपीएम के अद्वितीय लाभ हैं:
(1) परमाणु स्तर पर उच्च रिज़ॉल्यूशन, नमूना सतह के समानांतर 0.1 एनएम और लंबवत दिशा में 0.01 एनएम के रिज़ॉल्यूशन के साथ, जहां व्यक्तिगत परमाणुओं को हल किया जा सकता है।
(2) वास्तविक समय में वास्तविक अंतरिक्ष में सतह की त्रि-आयामी छवि प्राप्त की जा सकती है, जिसका उपयोग आवधिक या गैर-आवधिक सतह संरचनाओं के अध्ययन के लिए किया जा सकता है, और इस अवलोकनीय प्रदर्शन का उपयोग सतह प्रसार जैसी गतिशील प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए किया जा सकता है।
(3) व्यक्तिगत छवि या संपूर्ण सतह की औसत प्रकृति के बजाय एकल परमाणु परत की स्थानीय सतह संरचना का निरीक्षण करना संभव है, और इस प्रकार सतह के दोषों, सतह पुनर्निर्माण, सतह अधिशोषकों की आकृति विज्ञान और स्थान, और अधिशोषकों के कारण सतह पुनर्निर्माण को सीधे देखना संभव है।
(4) यह विभिन्न वातावरणों में काम कर सकता है, जैसे कि वैक्यूम, वायुमंडल, कमरे का तापमान, आदि, और यहां तक कि पानी और अन्य घोलों में नमूने को डुबो सकता है, जिसके लिए विशेष नमूनाकरण तकनीकों की आवश्यकता नहीं होती है और पता लगाने की प्रक्रिया के दौरान नमूने को नुकसान नहीं होता है। ये विशेषताएं विशेष रूप से जैविक नमूनों के अध्ययन और विभिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों के तहत नमूना सतह के मूल्यांकन के लिए उपयुक्त हैं, जैसे कि मल्टीफ़ेज़ उत्प्रेरक तंत्र, सुपरकंडक्टिविटी तंत्र और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रोड सतह परिवर्तनों की निगरानी के लिए।
(5) स्कैनिंग टनलिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी (एसटीएस) के संयोजन में, सतह की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त की जा सकती है, जैसे कि सतह के विभिन्न स्तरों पर राज्यों का घनत्व, सतह इलेक्ट्रॉन जाल, सतह संभावित बाधाओं की भिन्नता और ऊर्जा अंतराल संरचना।
