خوردبین کے امیجنگ اصول کا اسکیمیٹک خاکہ
میں جانتا ہوں کہ آئی پیس ایک میگنفائنگ گلاس کی طرح کام کرتی ہے، لیکن میگنفائنگ گلاس سے جو تصویر بنتی ہے وہ اسی طرف ہوتی ہے جس طرح آبجیکٹ ہوتی ہے۔ خوردبین میں معروضی لینس آبجیکٹ کو بڑا کرنے کے بعد، نتیجے میں آنے والی تصویر مائکروسکوپ ٹیوب میں ہونی چاہیے۔ اگر آئی پیس کا اصول میگنفائنگ گلاس جیسا ہے تو اس کی تصویر کیا ہے؟ انسانی آنکھ کے مخالف سمت میں زوم کرنے کے بجائے (آبجیکٹ کی ایک ہی طرف)، آپ کو کیسے معلوم ہوگا کہ ڈبل میگنیفائیڈ تصویر کو کیسے دیکھنا ہے؟ مائکروسکوپ کے امیجنگ اصول کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ معروضی لینس کی فوکل لمبائی چھوٹی ہے، اور آئی پیس کی فوکل لمبائی لمبی ہے۔ آبجیکٹ معدنی عینک کے ذریعے ایک الٹی اصلی تصویر A بناتا ہے۔ "B"، تصویر آئی پیس کے فوکل پوائنٹ کے اندر واقع ہے (لینس کے بیرل کے اندر)، اسے آئی پیس کی آبجیکٹ کے طور پر بھی سمجھا جا سکتا ہے، اور یہ آئی پیس سے گزرنے کے بعد ایک سیدھی ورچوئل امیج بن جاتی ہے۔ یہ اب بھی میگنفائنگ گلاس جیسا ہی ہے، اور آبجیکٹ کی تصویر اسی طرف ہے)۔
میں جانتا ہوں کہ آئی پیس ایک میگنفائنگ گلاس کی طرح کام کرتی ہے، لیکن میگنفائنگ گلاس سے جو تصویر بنتی ہے وہ اسی طرف ہوتی ہے جس طرح آبجیکٹ ہوتی ہے۔ خوردبین میں معروضی لینس آبجیکٹ کو بڑا کرنے کے بعد، نتیجے میں آنے والی تصویر مائکروسکوپ ٹیوب میں ہونی چاہیے۔ اگر آئی پیس کا اصول میگنفائنگ گلاس جیسا ہے تو اس کی تصویر کیا ہے؟ انسانی آنکھ کے مخالف سمت میں زوم کرنے کے بجائے (آبجیکٹ کی ایک ہی طرف)، آپ کو کیسے معلوم ہوگا کہ ڈبل میگنیفائیڈ تصویر کو کیسے دیکھنا ہے؟ مائکروسکوپ کے امیجنگ اصول کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ معروضی لینس کی فوکل لمبائی چھوٹی ہے، اور آئی پیس کی فوکل لمبائی لمبی ہے۔ آبجیکٹ معدنی عینک کے ذریعے ایک الٹی اصلی تصویر A بناتا ہے۔ "B"، تصویر آئی پیس کے فوکل پوائنٹ کے اندر واقع ہے (لینس کے بیرل کے اندر)، اسے آئی پیس کی آبجیکٹ کے طور پر بھی سمجھا جا سکتا ہے، اور یہ آئی پیس سے گزرنے کے بعد ایک سیدھی ورچوئل امیج بن جاتی ہے۔ یہ اب بھی میگنفائنگ گلاس جیسا ہی ہے، اور آبجیکٹ کی تصویر اسی طرف ہے)۔
AFMs کیسے کام کرتے ہیں۔
AFM کا بنیادی اصول STM کی طرح ہے۔ AFM میں، ایک لچکدار کینٹیلیور پر سوئی کی نوک جو کمزور قوتوں کے لیے بہت حساس ہوتی ہے، نمونے کی سطح کو راسٹر انداز میں اسکین کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے۔ جب سوئی کی نوک اور نمونے کی سطح کے درمیان فاصلہ بہت قریب ہوتا ہے تو، سوئی کی نوک پر موجود ایٹموں اور اس پر موجود ایٹموں کے درمیان ایک بہت کمزور قوت (10-12~10-6N) ہوتی ہے۔ نمونہ کی سطح. اس وقت، مائیکرو کینٹیلیور ایک چھوٹی لچکدار اخترتی سے گزرے گا۔ ٹپ اور نمونے کے درمیان قوت F اور کینٹیلیور کی خرابی ہُک کے قانون کی پیروی کرتی ہے: F=-k*x، جہاں k کینٹیلیور کی قوت مستقل ہے۔ لہذا، جب تک مائیکرو کینٹیلیور کی اخترتی کی پیمائش کی جاتی ہے، نوک اور نمونے کے درمیان قوت حاصل کی جا سکتی ہے۔ سوئی کی نوک اور نمونے کے درمیان قوت اور فاصلہ مضبوط انحصار کا رشتہ رکھتا ہے، اس لیے فیڈ بیک لوپ کو اسکیننگ کے عمل کے دوران انجکشن کی نوک اور نمونے کے درمیان قوت کو مستقل رکھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، یعنی کینٹیلیور کی خرابی کو برقرار رکھا جاتا ہے۔ مستقل، اور سوئی کی نوک نمونے کی پیروی کرے گی۔ سطح کے اتار چڑھاؤ اوپر اور نیچے حرکت کرتے ہیں، اور نمونے کی سطح کی ٹپوگرافی کی معلومات حاصل کرنے کے لیے سوئی کی نوک کے اوپر اور نیچے کی حرکت کو ریکارڈ کیا جا سکتا ہے۔ اس ورکنگ موڈ کو "کنسٹنٹ فورس موڈ" کہا جاتا ہے اور یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سکیننگ طریقہ ہے۔
AFM تصاویر "Constant Height Mode" کا استعمال کرتے ہوئے بھی حاصل کی جا سکتی ہیں، یعنی X, Y سکیننگ کے دوران، فیڈ بیک لوپ کا استعمال کیے بغیر، سوئی کی نوک اور نمونے کے درمیان فاصلہ برقرار رکھتے ہوئے، مائکرو کنٹیلیور کی Z سمت کی پیمائش کر کے۔ تصویر میں اخترتی کی مقدار یہ طریقہ فیڈ بیک لوپ استعمال نہیں کرتا ہے اور اسکیننگ کی تیز رفتار کو اپنا سکتا ہے۔ یہ عام طور پر ایٹموں اور مالیکیولز کا مشاہدہ کرتے وقت زیادہ استعمال ہوتا ہے، لیکن یہ نسبتاً بڑے سطح کے اتار چڑھاو والے نمونوں کے لیے موزوں نہیں ہے۔
