اسکیننگ ٹنلنگ الیکٹران مائکروسکوپ ایپلی کیشنز
ٹنلنگ مائیکروسکوپی کا اصول طبیعیات میں ٹنلنگ اثر اور ٹنلنگ کرنٹ کا ہوشیار استعمال کرنا ہے۔ دھاتی جسم میں "مفت" الیکٹرانوں کی ایک بڑی تعداد موجود ہے، توانائی کی تقسیم کے دھاتی جسم میں یہ "مفت" الیکٹران فرمی توانائی کی سطح کے آس پاس میں مرتکز ہوتے ہیں، جبکہ دھات کی باؤنڈری میں اس سے زیادہ توانائی ہوتی ہے۔ ممکنہ رکاوٹ کی فرمی توانائی کی سطح۔ لہذا، کلاسیکی طبیعیات کے نقطہ نظر سے، دھات کے اندر موجود "آزاد" الیکٹران، صرف ان الیکٹرانوں کی باؤنڈری ممکنہ رکاوٹ سے زیادہ توانائی ہی دھات سے باہر کی طرف نکل سکتی ہے۔ تاہم، کوانٹم میکانکس کے مطابق، دھات میں موجود آزاد الیکٹرانوں میں بھی اتار چڑھاؤ ہوتا ہے، اور جب یہ الیکٹران لہر دھات کی حد کی طرف پھیلتی ہے اور سطح کی ممکنہ رکاوٹ کا سامنا کرتی ہے، تو کچھ ترسیل ہوگی۔ یہ کہنا ہے کہ، الیکٹران کی سطح ممکنہ رکاوٹ کے نیچے توانائی کا ایک حصہ ہو گا جو دھاتی سطح کی رکاوٹ، دھات کی سطح "الیکٹران بادل" کی تشکیل میں گھس سکتا ہے۔ اس اثر کو ٹنلنگ اثر کہا جاتا ہے۔ اس لیے، جب دو دھاتیں ایک دوسرے کے بہت قریب ہوں گی (چند نینو میٹر سے نیچے)، دو دھاتوں کے الیکٹران بادل ایک دوسرے میں گھس جائیں گے۔ جب مناسب وولٹیج شامل کیا جاتا ہے، یہاں تک کہ اگر دو دھاتیں واقعی آپس میں نہیں ہیں، تو ایک دھات سے دوسری دھات میں کرنٹ بہتا ہوگا، جسے ٹنل کرنٹ کہا جاتا ہے۔
سرنگ کے فرق کے ساتھ ٹنل کرنٹ اور ٹنل کی مزاحمت ٹنل گیپ میں ہونے والی تبدیلیوں کے لیے بہت حساس ہے، یہاں تک کہ اگر صرف 0.01nm کی تبدیلی ہو، تو بھی ٹنل کرنٹ میں اہم تبدیلیاں لا سکتی ہیں۔
اگر نمونے کی ہموار سطح سے فاصلہ پر ایک بہت تیز تحقیقات (جیسے ٹنگسٹن سوئی) x، y سمت اسکیننگ میں سطح کے متوازی نینو میٹر کی اونچائی کے چند دسویں حصے میں، کیونکہ ہر ایٹم کا ایک خاص سائز ہوتا ہے، اور اس طرح۔ اسکیننگ کے عمل میں ٹنل گیپ مختلف اور مختلف کے x، y کے ساتھ ہوگا، پروب کے ذریعے بہنے والا ٹنل کرنٹ بھی مختلف ہے۔ یہاں تک کہ نینو میٹر کے چند فیصد کی اونچائی میں تبدیلی بھی ٹنلنگ کرنٹ میں جھلک سکتی ہے۔ ایک مطابقت پذیر ریکارڈر کے ساتھ ایک سکیننگ تحقیقات کا استعمال، سرنگ کی موجودہ تبدیلیوں کو ریکارڈ کیا جائے گا، آپ سکیننگ ٹنلنگ الیکٹران مائکروسکوپ امیجز کے چند نینو میٹر کی ریزولوشن حاصل کر سکتے ہیں۔
