স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের একটি ভূমিকা
স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (STM) হল এক ধরনের যন্ত্র যা কোয়ান্টাম তত্ত্বে টানেলিং প্রভাব ব্যবহার করে পদার্থের পৃষ্ঠের গঠন পরীক্ষা করে, পদার্থের পৃষ্ঠে পরমাণুর বিন্যাসকে রূপান্তর করতে পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাব ব্যবহার করে। ইমেজ তথ্য মধ্যে.
ভূমিকা
ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি একটি পদার্থের সামগ্রিক গঠন পর্যবেক্ষণে কার্যকর, তবে পৃষ্ঠের গঠন বিশ্লেষণ করা আরও কঠিন। এর কারণ হল ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপিতে উচ্চ-শক্তির বিদ্যুৎ থাকে যা নমুনার মধ্য দিয়ে তথ্য প্রাপ্তির জন্য যায়, যা নমুনা পদার্থের অভ্যন্তরীণ তথ্য প্রতিফলিত করে। যদিও স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) কিছু পৃষ্ঠের অবস্থা প্রকাশ করতে পারে, তথাকথিত "পৃষ্ঠ" বিশ্লেষণ করা হয় সবসময় একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় কারণ ঘটনা ইলেক্ট্রনগুলির সর্বদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি থাকে এবং নমুনার অভ্যন্তরে প্রবেশ করে, এবং বিনুনি হার এছাড়াও খুব সীমিত। ফিল্ড এমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এফইএম) এবং ফিল্ড আয়ন মাইক্রোস্কোপি (এফআইএম) পৃষ্ঠের অধ্যয়নের জন্য ভালভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে নমুনাগুলিকে বিশেষভাবে প্রস্তুত করতে হবে এবং শুধুমাত্র একটি খুব সূক্ষ্ম সূঁচের ডগায় স্থাপন করা যেতে পারে, এবং নমুনাগুলিকে প্রয়োজন একটি উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সহ্য করতে সক্ষম, যা এর প্রয়োগের সুযোগকে সীমাবদ্ধ করে।
স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (STM) সম্পূর্ণ ভিন্ন নীতিতে কাজ করে। এটি নমুনার উপর একটি ইলেক্ট্রন রশ্মির ক্রিয়া দ্বারা নমুনা উপাদান সম্পর্কে তথ্য পায় না (যেমন ট্রান্সমিশন এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ), বা এটি একটি নির্গত কারেন্ট (যেমন ক্ষেত্র নির্গমন ইলেকট্রন) গঠনের মাধ্যমে ইমেজ করে নমুনা উপাদান অধ্যয়ন করে না মাইক্রোস্কোপ) একটি উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাধ্যমে যা নমুনায় ইলেকট্রনগুলিকে বিচ্ছিন্নকরণের কাজের চেয়ে বেশি শক্তি দেয়, কিন্তু নমুনার পৃষ্ঠে একটি টানেলিং কারেন্ট পরীক্ষা করে, যা পৃষ্ঠের চিত্রের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি নমুনা থেকে চিত্রের পৃষ্ঠে টানেলিং কারেন্ট সনাক্ত করে, যাতে নমুনার পৃষ্ঠটি অধ্যয়ন করা যায়।
নীতি
স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ হল একটি নতুন ধরনের মাইক্রোস্কোপ যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সে টানেলিং এফেক্টের নীতি অনুসারে কঠিনের পৃষ্ঠে পরমাণুতে ইলেকট্রনের টানেলিং স্রোত সনাক্ত করে কঠিনের পৃষ্ঠের আকারবিদ্যাকে আলাদা করতে পারে।
ইলেকট্রনের টানেলিং প্রভাবের কারণে, ধাতুর ইলেকট্রনগুলি পৃষ্ঠের সীমানার মধ্যে সম্পূর্ণরূপে সীমাবদ্ধ থাকে না, অর্থাৎ, ইলেকট্রনের ঘনত্ব ভূপৃষ্ঠের সীমানায় হঠাৎ করে শূন্যে নেমে আসে না, তবে পৃষ্ঠের বাইরে দ্রুত ক্ষয় হয়; ক্ষয়ের দৈর্ঘ্য প্রায় 1 এনএম, যা পৃষ্ঠের সম্ভাব্য বাধা থেকে ইলেক্ট্রন পালানোর পরিমাপ। দুটি ধাতু একে অপরের কাছাকাছি থাকলে, তাদের ইলেকট্রন মেঘ ওভারল্যাপ হতে পারে; যদি দুটি ধাতুর মধ্যে একটি ছোট ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তবে তাদের মধ্যে একটি কারেন্ট (যাকে টানেলিং কারেন্ট বলা হয়) লক্ষ্য করা যায়।
