اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ کیسے کام کرتی ہے؟ فوائد کیا ہیں؟
1: الیکٹران مائیکروسکوپ سکین کرنا
چونکہ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کو TE کے ذریعے امیج کیا جاتا ہے، اس لیے ضروری ہے کہ نمونے کی موٹائی اس سائز کی حد کے اندر ہونی چاہیے جس میں الیکٹران بیم گھس سکتا ہے۔ اس مقصد کے لیے، مختلف بوجھل نمونے کی تیاری کے طریقوں کے ذریعے ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی کے لیے بڑے سائز کے نمونوں کو قابل قبول سطح پر تبدیل کرنا ضروری ہے۔
آیا یہ خوردبینی امیجنگ کے لیے نمونے کی سطح کے مواد کی مادی خصوصیات کو براہ راست استعمال کر سکتا ہے، سائنسدانوں کا ہدف بن گیا ہے۔
سخت محنت کے بعد، یہ خیال حقیقت بن گیا ہے ----- اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ (ScanningElectronicMicroscopy, SEM)۔
SEM ایک الیکٹرانک آپٹیکل آلہ ہے جو مشاہدہ کیے جانے والے نمونے کی سطح کو اسکین کرنے کے لیے ایک بہت ہی باریک الیکٹران بیم کا استعمال کرتا ہے، اور الیکٹران بیم اور نمونے کے درمیان تعامل سے پیدا ہونے والی الیکٹرانک معلومات کا ایک سلسلہ جمع کرتا ہے، جسے تبدیل اور بڑھا دیا جاتا ہے۔ ایک تصویر یہ تین جہتی سطح کی ساخت کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک مفید ٹول ہے۔
اس کے کام کرنے کا اصول ہے:
ہائی ویکیوم لینس بیرل میں، الیکٹران گن کے ذریعے پیدا ہونے والی الیکٹران بیم کو الیکٹران کنورجنگ لینس کے ذریعے ایک پتلی بیم میں مرکوز کیا جاتا ہے، اور الیکٹرانک معلومات (ثانوی الیکٹرانز) کی ایک سیریز پیدا کرنے کے لیے نمونے کی سطح پر پوائنٹ کے حساب سے اسکین اور بمباری کی جاتی ہے۔ ، بیک ریفلیکٹڈ الیکٹران، ٹرانسمیٹڈ الیکٹران، جذب الیکٹرانکس، وغیرہ)، مختلف الیکٹرانک سگنلز ڈیٹیکٹر کے ذریعے موصول ہوتے ہیں، الیکٹرانک ایمپلیفائر کے ذریعے بڑھایا جاتا ہے، اور پھر تصویر ٹیوب گرڈ کے ذریعے کنٹرول ہونے والی تصویر ٹیوب میں داخل کیا جاتا ہے۔
جب فوکسڈ الیکٹران بیم نمونے کی سطح کو اسکین کرتا ہے، مختلف طبعی اور کیمیائی خصوصیات، سطح کی صلاحیت، عنصری ساخت اور نمونے کے مختلف حصوں کی سطح کی مقعد محدب شکل کی وجہ سے، الیکٹران بیم کی طرف سے پرجوش الیکٹرانک معلومات مختلف، پکچر ٹیوب کے الیکٹران بیم کے نتیجے میں شدت بھی مسلسل تبدیل ہوتی رہتی ہے، اور آخر کار کائنسکوپ کی فلوروسینٹ اسکرین پر نمونے کی سطح کی ساخت کے مطابق ایک تصویر حاصل کی جا سکتی ہے۔ ڈٹیکٹر کے ذریعے موصول ہونے والے الیکٹرانک سگنل پر منحصر ہے، نمونے کی بیک سکیٹرڈ الیکٹران امیج، سیکنڈری الیکٹران امیج، جذب الیکٹران امیج وغیرہ کو بالترتیب حاصل کیا جا سکتا ہے۔
جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ میں زیادہ تر درج ذیل ماڈیول ہوتے ہیں: الیکٹران آپٹیکل سسٹم ماڈیول، ہائی وولٹیج ماڈیول، ویکیوم سسٹم ماڈیول، مائیکرو سگنل کا پتہ لگانے والا ماڈیول، کنٹرول ماڈیول، مائیکرو سٹیج کنٹرول ماڈیول وغیرہ۔
دو: الیکٹران مائکروسکوپی اسکین کرنے کے فوائد
1. بڑا کرنا
چونکہ اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ کی فلوروسینٹ اسکرین کا سائز طے شدہ ہے، اس لیے نمونے کی سطح پر الیکٹران بیم کے اسکیننگ طول و عرض کو تبدیل کرکے میگنیفیکیشن کی تبدیلی کا احساس ہوتا ہے۔
اگر سکیننگ کوائل کا کرنٹ کم ہو جائے تو نمونے پر الیکٹران بیم کی سکیننگ رینج کم ہو جائے گی اور میگنیفیکیشن میں اضافہ ہو جائے گا۔ ایڈجسٹمنٹ بہت آسان ہے، اور اسے 20 بار سے تقریباً 200،000 بار تک مسلسل ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔
2. قرارداد
ریزولوشن SEM کا اہم کارکردگی کا اشاریہ ہے۔
ریزولوشن کا تعین واقعہ الیکٹران بیم کے قطر اور ماڈیولیشن سگنل کی قسم سے کیا جاتا ہے:
الیکٹران بیم کا قطر جتنا چھوٹا ہوگا، ریزولوشن اتنا ہی زیادہ ہوگا۔
امیجنگ کے لیے استعمال ہونے والے مختلف جسمانی سگنلز کی ریزولوشن مختلف ہوتی ہیں۔
مثال کے طور پر، نمونے کی سطح پر SE اور BE الیکٹران کے اخراج کی حدود مختلف ہیں، اور ان کی قراردادیں مختلف ہیں۔ عام طور پر، SE کی ریزولیوشن تقریباً 5-10 nm ہے، اور BE کی ریزولیوشن تقریباً 50-200 nm ہے۔
3. میدان کی گہرائی
یہ صلاحیتوں کی ایک حد سے مراد ہے جو ایک لینس بیک وقت فوکس کر سکتی ہے اور ناہمواری کے ساتھ نمونے کے مختلف حصوں پر تصویر بنا سکتی ہے۔
اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ کا آخری لینس ایک چھوٹا یپرچر زاویہ اور ایک لمبی فوکل لینتھ کو اپناتا ہے، اس لیے فیلڈ کی ایک بڑی گہرائی حاصل کی جا سکتی ہے، جو کہ ایک عام آپٹیکل مائکروسکوپ سے 100-500 گنا بڑا اور اس سے 10 گنا بڑا ہے۔ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کا۔
فیلڈ کی بڑی گہرائی، مضبوط سہ جہتی احساس، اور حقیقت پسندانہ شکل SEM کی نمایاں خصوصیات ہیں۔
SEM کے نمونوں کو دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے:
1 اچھی چالکتا کے ساتھ ایک نمونہ ہے، جو عام طور پر اپنی اصل شکل کو برقرار رکھ سکتا ہے اور اسے الیکٹران مائکروسکوپ میں بغیر یا تھوڑی صفائی کے دیکھا جا سکتا ہے۔
2. نان کنڈکٹیو نمونے، یا ایسے نمونے جو ویکیوم میں پانی، آؤٹ گیس، سکڑتے اور خراب ہوجاتے ہیں، ان کا مشاہدہ کرنے سے پہلے مناسب طریقے سے علاج کرنے کی ضرورت ہے۔
