الیکٹران مائکروسکوپ کے مرکب اصول کا تعارف
ایک الیکٹران مائکروسکوپ ایک لینس بیرل، ایک ویکیوم سسٹم اور پاور کیبنٹ پر مشتمل ہوتا ہے۔ لینس بیرل بنیادی طور پر الیکٹران گن، الیکٹران لینس، نمونہ ہولڈر، فلوروسینٹ اسکرین اور کیمرہ میکانزم پر مشتمل ہوتا ہے، جو عام طور پر اوپر سے نیچے تک کالم میں جمع ہوتے ہیں۔ ویکیوم سسٹم ایک مکینیکل ویکیوم پمپ، ڈفیوژن پمپ اور ویکیوم والو پر مشتمل ہوتا ہے اور اسے لینس بیرل کے ساتھ ہوا نکالنے والی پائپ لائن کے ذریعے منسلک کیا جاتا ہے۔ پاور کیبنٹ ہائی وولٹیج جنریٹر، ایکسائٹیشن کرنٹ سٹیبلائزر اور مختلف ایڈجسٹمنٹ کنٹرول یونٹس پر مشتمل ہے۔
الیکٹران لینس الیکٹران خوردبین کے لینس بیرل میں سب سے اہم حصہ ہے۔ یہ ایک مقامی الیکٹرک فیلڈ یا مقناطیسی فیلڈ کا استعمال کرتا ہے جو لینس بیرل کے محور کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے تاکہ فوکس بنانے کے لیے الیکٹران کی رفتار کو محور کی طرف موڑ سکے، جو کہ روشنی کی کرن کو فوکس کرنے کے لیے شیشے کے محدب لینس کی طرح ہے، اس لیے اسے کہا جاتا ہے۔ الیکٹران لینس. زیادہ تر جدید الیکٹران خوردبین برقی مقناطیسی لینز کا استعمال کرتے ہیں، اور قطب کے جوتوں کے ساتھ ایک کنڈلی سے گزرنے والے انتہائی مستحکم DC اتیجیت کرنٹ سے پیدا ہونے والا مضبوط مقناطیسی میدان الیکٹرانوں کو فوکس کرتا ہے۔
الیکٹران گن ایک ایسا جزو ہے جس میں ٹنگسٹن فلیمینٹ ہاٹ کیتھوڈ، ایک گرڈ اور کیتھوڈ ہوتا ہے۔ یہ یکساں رفتار کے ساتھ ایک الیکٹران بیم کا اخراج اور تشکیل کر سکتا ہے، اس لیے تیز رفتار وولٹیج کا استحکام ایک دس ہزارویں سے کم نہیں ہونا چاہیے۔
الیکٹران مائکروسکوپ کو ساخت اور استعمال کے مطابق ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ، سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ، عکاسی الیکٹران مائکروسکوپ اور اخراج الیکٹران مائکروسکوپ میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ (TEM) اکثر باریک مادی ساخت کا مشاہدہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے جسے عام خوردبین سے ممتاز نہیں کیا جا سکتا۔ سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ (SEM) بنیادی طور پر ٹھوس سطح کی مورفولوجی کا مشاہدہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور اسے ایکس رے ڈفریکٹومیٹر یا الیکٹران انرجی اسپیکٹومیٹر کے ساتھ بھی ملایا جا سکتا ہے۔ الیکٹران مائکرو نمونے کے ایٹموں کے ذریعہ الیکٹران بیم کے بکھرنے سے بنتا ہے۔ نمونے کے پتلے یا کم کثافت والے حصے میں، الیکٹران کی بیم کم بکھرتی ہے، اس لیے زیادہ الیکٹران معروضی ڈایافرام سے گزرتے ہیں اور امیجنگ میں حصہ لیتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ تصویر میں روشن دکھائی دیتے ہیں۔ اس کے برعکس، تصویر میں نمونے کا موٹا یا گھنا حصہ گہرا دکھائی دیتا ہے۔ اگر نمونہ بہت موٹا یا بہت گھنا ہے، تو تصویر کا کنٹراسٹ خراب ہو جائے گا اور یہاں تک کہ الیکٹران بیم کی توانائی کو جذب کر کے اسے نقصان یا تباہ کر دیا جائے گا۔
ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ کے لینس بیرل کا سب سے اوپر ایک الیکٹران گن ہے۔ الیکٹران ٹنگسٹن فلیمینٹ ہاٹ کیتھوڈ سے خارج ہوتے ہیں اور پہلے اور دوسرے کنڈینسر لینسز کے ذریعے فوکس ہوتے ہیں۔ الیکٹران بیم کے نمونے سے گزرنے کے بعد، اسے معروضی لینس کے ذریعے انٹرمیڈیٹ آئینے پر امیج کیا جاتا ہے، اور پھر انٹرمیڈیٹ آئینے اور پروجیکشن آئینے کے ذریعے قدم بہ قدم بڑھایا جاتا ہے، اور فلوروسینٹ اسکرین یا فوٹو گرافک پلیٹ پر امیج کیا جاتا ہے۔
انٹرمیڈیٹ آئینے کی میگنیفیکیشن کو جوش کرنٹ کو ایڈجسٹ کرکے کئی دس گنا سے کئی لاکھ بار تک مسلسل تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ انٹرمیڈیٹ آئینے کی فوکل لینتھ کو تبدیل کر کے، ایک ہی نمونے کے چھوٹے حصے پر الیکٹران کی خوردبینی تصویر اور الیکٹران کے پھیلاؤ کی تصویر حاصل کی جا سکتی ہے۔ موٹے دھاتی ٹکڑوں کے نمونوں کا مطالعہ کرنے کے لیے، فرانس کے دولوس میں الیکٹران آپٹکس لیبارٹری نے 3500 kV کی تیز رفتار وولٹیج کے ساتھ ایک الٹرا ہائی وولٹیج الیکٹران مائکروسکوپ تیار کیا ہے۔
اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ کا الیکٹران بیم نمونے سے نہیں گزرتا، بلکہ صرف ثانوی الیکٹرانوں کو اکسانے کے لیے نمونے کی سطح پر اسکین کرتا ہے۔ نمونے کے ساتھ لگا ہوا سکینٹیلیشن کرسٹل یہ ثانوی الیکٹران حاصل کرتا ہے اور امپلیفیکیشن کے بعد پکچر ٹیوب کے الیکٹران بیم کی شدت کو ماڈیول کرتا ہے، اس طرح پکچر ٹیوب کی سکرین پر چمک بدل جاتی ہے۔ پکچر ٹیوب کی ڈیفلیکشن کوائل نمونے کی سطح پر الیکٹران بیم کے ساتھ ہم وقت ساز اسکیننگ کرتی رہتی ہے، تاکہ پکچر ٹیوب کی فلوروسینٹ اسکرین نمونے کی سطح کی مورفولوجیکل امیج دکھاتی ہے، جو صنعتی ٹی وی سیٹوں کے کام کرنے والے اصول کی طرح ہے۔
الیکٹران مائکروسکوپ کو اسکین کرنے کا ریزولوشن بنیادی طور پر نمونے کی سطح پر الیکٹران بیم کے قطر پر منحصر ہوتا ہے۔ میگنیفیکیشن تصویری ٹیوب پر سکیننگ کے طول و عرض کا نمونہ پر سکیننگ طول و عرض کا تناسب ہے، جسے مسلسل درجنوں سے سینکڑوں ہزار بار تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ الیکٹران خوردبین کو اسکین کرنے کے لیے بہت پتلے نمونوں کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ تصویر ایک مضبوط تین جہتی احساس ہے؛ الیکٹران بیم اور مادہ کے درمیان تعامل سے پیدا ہونے والے ثانوی الیکٹران، جذب شدہ الیکٹران اور ایکس رے کی معلومات کا استعمال کرتے ہوئے مادہ کی ساخت کا تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔
سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ کی الیکٹران گن اور کنڈینسر تقریباً ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپ کی طرح ہی ہیں، لیکن الیکٹران بیم کو پتلا بنانے کے لیے، کنڈینسر کے نیچے ایک معروضی لینس اور ایک astigmatic diffuser شامل کیا جاتا ہے، اور اسکیننگ کے دو سیٹ۔ معروضی لینس میں ایک دوسرے کے ساتھ کھڑے کنڈلی بھی نصب ہیں۔ ایک نمونہ کی میز جو حرکت، گھومنے اور جھک سکتی ہے، سیمپل چیمبر میں آبجیکٹیو لینس کے نیچے نصب ہے۔
