اسکیننگ پروب مائکروسکوپی کے منفرد فوائد
اسکیننگ پروب مائیکروسکوپی کا کام کرنے والا اصول مائکروسکوپک یا میسوسکوپک رینج میں مختلف جسمانی خصوصیات پر مبنی ہے، اور ان کے درمیان تعامل کا پتہ زیر مطالعہ مادے کی سطح کے اوپر ایٹم لکیریٹی اسکیننگ کی ایک بہت ہی باریک پروب کے ذریعے لگایا جاتا ہے، تاکہ زیر مطالعہ مادے کی سطحی خصوصیات کو حاصل کریں، SPM کی مختلف اقسام کے درمیان بنیادی فرق ان کی سوئیوں کی خصوصیات اور سوئیوں کے نمونوں کے ساتھ تعامل کے ان کے متعلقہ طریقوں میں فرق ہے۔
آپریشن کا اصول کوانٹم میکینکس میں اصول کے ذریعے سرنگ سے اخذ کیا گیا ہے۔ اس کے مرکز میں ایک ٹپ ہے جو نمونے کی سطح پر اس کے اور نمونے کے درمیان ایک مخصوص تعصب وولٹیج کے ساتھ اسکین کر سکتی ہے، اور جس کا قطر جوہری پیمانے پر ہے۔ چونکہ الیکٹران ٹنلنگ کا امکان ممکنہ رکاوٹ V(r) کی چوڑائی کے ساتھ ایک منفی کفایتی تعلق کو ظاہر کرتا ہے، جب سوئی کی نوک اور نمونے کے درمیان فاصلہ بہت قریب ہوتا ہے، تو ان کے درمیان ممکنہ رکاوٹ بہت پتلی ہوجاتی ہے، اور الیکٹران کے بادل ایک دوسرے کو اوورلیپ کرتے ہیں، اور سوئی کی نوک اور نمونے کے درمیان وولٹیج لگا کر، الیکٹران کو سرنگ کے اثر کے ذریعے نوک سے نمونے میں یا نمونے سے سوئی کی نوک تک منتقل کیا جا سکتا ہے تاکہ سرنگ بن سکے۔ موجودہ ٹپ اور نمونے کے درمیان ٹنلنگ کرنٹ میں ہونے والی تبدیلیوں کو ریکارڈ کرکے، نمونے کی سطح کی شکل کے بارے میں معلومات حاصل کی جا سکتی ہیں۔
SPM کے دیگر سطحی تجزیہ تکنیکوں پر منفرد فوائد ہیں:
(1) جوہری سطح پر اعلی ریزولیوشن، متوازی میں 0.1 nm کی ریزولوشنز اور 0.01 nm نمونے کی سطح پر کھڑے سمت میں، جہاں انفرادی ایٹموں کو حل کیا جا سکتا ہے۔
(2) حقیقی خلا میں سطح کی تین جہتی تصویر حقیقی وقت میں حاصل کی جا سکتی ہے، جسے متواتر یا غیر متواتر سطح کے ڈھانچے کے مطالعہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور اس قابل مشاہدہ کارکردگی کو متحرک عمل کے مطالعہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جیسے سطح کا پھیلاؤ۔
(3) انفرادی امیج یا پوری سطح کی اوسط نوعیت کے بجائے کسی ایک جوہری پرت کی مقامی سطح کی ساخت کا مشاہدہ کرنا ممکن ہے، اور اس طرح سطح کے نقائص، سطح کی تعمیر نو، مورفولوجی اور مقام کا براہ راست مشاہدہ کرنا ممکن ہے۔ سطح جذب، اور adsorbates کی وجہ سے سطح کی تعمیر نو۔
(4) یہ مختلف ماحول میں کام کر سکتا ہے، جیسے ویکیوم، ماحول، کمرے کا درجہ حرارت وغیرہ، اور یہاں تک کہ نمونے کو پانی اور دیگر محلول میں ڈبو سکتا ہے، جس میں نمونے لینے کی خصوصی تکنیک کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور پتہ لگانے کے دوران نمونے کو نقصان نہیں پہنچاتا ہے۔ عمل یہ خصوصیات حیاتیاتی نمونوں کے مطالعہ اور مختلف تجرباتی حالات کے تحت نمونے کی سطح کی تشخیص کے لیے خاص طور پر موزوں ہیں، جیسے کہ ملٹی فیز کیٹلیٹک میکانزم، سپر کنڈکٹیویٹی میکانزم، اور الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے دوران الیکٹروڈ سطح کی تبدیلیوں کی نگرانی کے لیے۔
(5) اسکیننگ ٹنلنگ سپیکٹروسکوپی (STS) کے ساتھ مل کر، سطح کی الیکٹرانک ساخت کے بارے میں معلومات حاصل کی جا سکتی ہیں، جیسے کہ سطح کی مختلف سطحوں پر ریاستوں کی کثافت، سطح کے الیکٹران کے جال، سطح کی ممکنہ رکاوٹوں کا تغیر۔ اور توانائی کے فرق کا ڈھانچہ۔
