انفراریڈ غیر فعال قریبی فیلڈ مائکروسکوپی (SNoiM) اور اس کے استعمال کے تجرباتی اصول
Near-field radiation at the surface of an object is difficult to detect due to its swift-wave nature (i.e., the intensity decreases sharply as it moves away from the surface of the object). In SNoiM, this problem is effectively solved using the scanning probe technique. As shown in Fig. 1(b), when the nanoprobe is not introduced (or the probe is far away from the object surface), the near-field snappy waves near the surface of the object cannot be detected, and the microscope operates in the conventional infrared thermography mode, which obtains only the far-field radiated signals.The key of the SNoiM technique is to bring the probe close to the near-surface of the sample (e.g., within 10 nm) so that the near-field snappy waves can be effectively scattered by the tip of the probe. In this detection mode, both near-field and far-field components are present in the sample signal acquired by the probe. Therefore, by controlling the probe-to-surface spacing h, a mixed near-field and far-field signal (h < 100 nm, called near-field mode) or a single far-field signal (h >>100 nm یا تحقیقات کی واپسی، جسے فار فیلڈ موڈ کہا جاتا ہے) حاصل کیا جا سکتا ہے۔ بالآخر، آبجیکٹ کے قریب فیلڈ کی معلومات کو پروب ہائٹ ماڈیولیشن اور ڈیموڈولیشن تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے دور کے میدان کے پس منظر سے نکالا جا سکتا ہے۔
تحقیقات کے ذریعے بکھرے ہوئے قریب کے فیلڈ سگنلز سب سے پہلے ایک اعلی عددی یپرچر اورکت آبجیکٹیو لینس کے ذریعے جمع کیے جاتے ہیں۔ تاہم، اس عمل میں ماحول، DUT اور خود آلہ سے دور فیلڈ سے نکلنے والے اشعار کو منسوخ نہیں کیا جا سکتا، اور وہ انفراریڈ آبجیکٹیو لینس کے ذریعے قریب کے فیلڈ سگنلز کے ساتھ جمع کیے جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں قریب کے فیلڈ سگنلز کمزور ہوتے ہیں۔ DUT بڑے دور کے میدان کے پس منظر کی تابکاری سے فنا ہو رہا ہے۔ دور دراز کے پس منظر کے سگنلز کو کم سے کم کرنے کے لیے، محققین نے انفراریڈ آبجیکٹیو لینس کے اوپر بہت چھوٹے یپرچر (~ 100 μm) کے ساتھ ایک کنفوکل یپرچر ڈیزائن کیا، جو جمع کرنے کی جگہ کو کم کرتا ہے اور پس منظر کے تابکاری سگنلز کو مؤثر طریقے سے دباتا ہے۔ تاہم، اس کے ساتھ بھی، یہ تعین کرنا مشکل ہے کہ آیا کافی حساس انفراریڈ ڈیٹیکٹر موجود ہے جو نینو پروبس کے ذریعے بکھرے ہوئے کمزور قریب فیلڈ سگنلز کا پتہ لگا سکتا ہے۔ اس مقصد کے لیے، ہماری ٹیم نے اس تکنیکی رکاوٹ کو دور کرنے کے لیے ایک انتہائی اعلیٰ حساسیت کا انفراریڈ ڈیٹیکٹر تیار کیا ہے۔
ان میں سے، سنہری بیلناکار گہا ایک کرائیوجینک دیوار ہے، جو خود تیار کردہ انتہائی اعلیٰ حساسیت والے انفراریڈ ڈیٹیکٹر (CSIP) اور کچھ کم درجہ حرارت والے آپٹیکل اجزاء کو لے کر جاتا ہے۔ سفید باکس ٹیوننگ فورک پر مبنی ایٹمی قوت مائکروسکوپ (AFM)، اورکت جمع کرنے کا مقصد اور لیب میں جمع ہونے والے نمونے کے مرحلے کا علاقہ دکھاتا ہے۔ آئی آر کے قریب فیلڈ امیج کی مقامی ریزولیوشن اب پروب طول موج کے ذریعے محدود نہیں ہے، بلکہ پروب ٹپ سائز سے طے ہوتی ہے۔ الیکٹرو کیمیکل اینچنگ کے طریقہ کار سے، بہترین شکل کے ساتھ دھاتی (ٹنگسٹن) نینو پروب تیار کیے جا سکتے ہیں، جس میں نوک کا قطر 100 nm یا اس سے کم ہو سکتا ہے۔
