স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ অ্যাপ্লিকেশন
টানেলিং মাইক্রোস্কোপির নীতি হল পদার্থবিদ্যায় টানেলিং প্রভাব এবং টানেলিং কারেন্টের চতুর ব্যবহার করা। ধাতব দেহে প্রচুর পরিমাণে "মুক্ত" ইলেকট্রন রয়েছে, এই "মুক্ত" ইলেকট্রনগুলি শক্তি বন্টনের ধাতব দেহে ফার্মি শক্তি স্তরের আশেপাশে ঘনীভূত হয়, যখন ধাতব সীমানায় তার চেয়ে বেশি শক্তি থাকে সম্ভাব্য বাধার ফার্মি শক্তি স্তর। অতএব, ধ্রুপদী পদার্থবিজ্ঞানের দৃষ্টিকোণ থেকে, ধাতুর মধ্যে "মুক্ত" ইলেকট্রন, কেবলমাত্র সেই ইলেকট্রনের সীমানা সম্ভাব্য বাধার চেয়ে বেশি শক্তি ধাতু থেকে বাইরের দিকে পালিয়ে যেতে পারে। যাইহোক, কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনুসারে, ধাতুতে মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলিরও অস্থিরতা থাকে এবং যখন এই ইলেকট্রন তরঙ্গ ধাতব সীমানার দিকে প্রচার করে এবং পৃষ্ঠের সম্ভাব্য বাধার মুখোমুখি হয়, তখন কিছু সংক্রমণ হবে। অর্থাৎ, শক্তির অংশ থাকবে ভূপৃষ্ঠের নিচের সম্ভাব্য বাধা ইলেকট্রন ধাতব পৃষ্ঠের বাধা ভেদ করতে পারে, ধাতব পৃষ্ঠের গঠন "ইলেক্ট্রন মেঘ"। এই প্রভাবটিকে টানেলিং এফেক্ট বলা হয়। অতএব, যখন দুটি ধাতু একসাথে খুব কাছাকাছি থাকে (কয়েকটি ন্যানোমিটারের নীচে), তখন দুটি ধাতুর ইলেকট্রন মেঘ একে অপরের মধ্যে প্রবেশ করবে। যখন উপযুক্ত ভোল্টেজ যোগ করা হয়, এমনকি যদি দুটি ধাতু সত্যিই সংস্পর্শে না থাকে, তখন একটি ধাতু থেকে অন্য ধাতুতে একটি কারেন্ট প্রবাহিত হবে, যাকে টানেল কারেন্ট বলে।
টানেলের ব্যবধানের সাথে টানেলের কারেন্ট এবং টানেলের প্রতিরোধ টানেলের ফাঁকে পরিবর্তনের জন্য খুবই সংবেদনশীল, এমনকি যদি শুধুমাত্র 0.01nm পরিবর্তন হয়, তাও টানেলের স্রোতে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন ঘটাতে পারে।
যদি একটি খুব তীক্ষ্ণ প্রোব (যেমন টাংস্টেন সুই) নমুনার মসৃণ পৃষ্ঠ থেকে দূরত্বে একটি ন্যানোমিটার উচ্চতার কয়েক দশমাংশ x, y দিক স্ক্যানিং-এ পৃষ্ঠের সমান্তরাল থাকে, কারণ প্রতিটি পরমাণুর একটি নির্দিষ্ট আকার থাকে এবং এইভাবে স্ক্যানিং প্রক্রিয়ায় টানেলের ফাঁক হবে x, y এর সাথে ভিন্ন এবং ভিন্ন, প্রোবের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত টানেলিং কারেন্টও ভিন্ন। এমনকি একটি ন্যানোমিটারের কয়েক শতাংশ উচ্চতার পরিবর্তনও টানেলিং স্রোতে প্রতিফলিত হতে পারে। একটি সিঙ্ক্রোনাইজড রেকর্ডারের সাথে একটি স্ক্যানিং প্রোবের ব্যবহার, টানেলিং বর্তমান পরিবর্তনগুলি রেকর্ড করা হবে, আপনি স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের চিত্রগুলির কয়েক ন্যানোমিটারের রেজোলিউশন পেতে পারেন।
