পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ এবং এর প্রয়োগ
পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ হল একটি স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ যা স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপের মূল নীতি থেকে তৈরি করা হয়েছে। পারমাণবিক শক্তি অণুবীক্ষণ যন্ত্রের আবির্ভাব নিঃসন্দেহে ন্যানো প্রযুক্তির উন্নয়নে ভূমিকা পালন করেছে। পারমাণবিক বল অণুবীক্ষণ যন্ত্র দ্বারা উপস্থাপিত স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ একটি সাধারণ শব্দ যা অণুবীক্ষণ যন্ত্রের একটি সিরিজ যা উচ্চ-বিবর্ধন পর্যবেক্ষণ প্রদানের জন্য নমুনার পৃষ্ঠে স্ক্যান করার জন্য একটি ছোট প্রোব ব্যবহার করে। AFM স্ক্যানিং বিভিন্ন ধরণের নমুনার পৃষ্ঠের অবস্থার তথ্য প্রদান করতে পারে। প্রচলিত অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সাথে তুলনা করে, পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপির সুবিধা হল যে এটি বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার অধীনে উচ্চ বিস্তৃতিতে নমুনা পৃষ্ঠকে পর্যবেক্ষণ করতে পারে এবং অন্যান্য নমুনা প্রস্তুতি প্রক্রিয়াকরণ ছাড়াই প্রায় সমস্ত নমুনার জন্য (পৃষ্ঠের সমাপ্তির জন্য নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা সহ) ব্যবহার করা যেতে পারে। নমুনা পৃষ্ঠ 3D ইমেজ প্রাপ্ত করা যাবে. এটি স্ক্যান করা 3D টপোগ্রাফি ছবিতে রুক্ষতা গণনা, বেধ, ধাপের প্রস্থ, ব্লক ডায়াগ্রাম বা কণার আকার বিশ্লেষণও করতে পারে।
AFM অনেক নমুনা সনাক্ত করতে পারে এবং পৃষ্ঠ গবেষণা এবং উত্পাদন নিয়ন্ত্রণ বা প্রক্রিয়া বিকাশের জন্য ডেটা সরবরাহ করতে পারে, যা প্রচলিত স্ক্যানিং পৃষ্ঠের রুক্ষতা মিটার এবং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ দ্বারা সরবরাহ করা যায় না।
1. মৌলিক নীতি
পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপ পৃষ্ঠের টপোগ্রাফি পরিমাপ করতে সনাক্তকরণ নমুনা পৃষ্ঠ এবং ক্ষুদ্র প্রোব টিপের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল (পারমাণবিক বল) ব্যবহার করে।
প্রোবের টিপটি একটি ছোট নমনীয় ক্যান্টিলিভারে থাকে এবং যখন প্রোবটি নমুনা পৃষ্ঠকে স্পর্শ করে, তখন ফলস্বরূপ মিথস্ক্রিয়াটি ক্যান্টিলিভার ডিফ্লেকশন আকারে সনাক্ত করা হয়। নমুনা পৃষ্ঠ এবং প্রোবের মধ্যে দূরত্ব 3-4nm-এর কম, এবং তাদের মধ্যে শনাক্ত করা বল 10-8N-এর কম। একটি লেজার ডায়োড থেকে আলো ক্যান্টিলিভারের পিছনে ফোকাস করা হয়। যখন ক্যান্টিলিভার বল অধীনে বাঁক, প্রতিফলিত আলো একটি অবস্থান-সংবেদনশীল ফটোডিটেক্টর বিচ্যুতি কোণ ব্যবহার করে প্রতিফলিত হয়। তারপরে সংগৃহীত ডেটা নমুনা পৃষ্ঠের একটি ত্রিমাত্রিক চিত্র পেতে কম্পিউটার দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়।
সম্পূর্ণ ক্যান্টিলিভার প্রোবটি পাইজোইলেকট্রিক স্ক্যানার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত নমুনার পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয় এবং 0.1nm বা তার কম প্রস্থের ধাপে তিন দিকে স্ক্যান করা হয়। সাধারণত, নমুনা পৃষ্ঠে বিস্তারিত স্ক্যানিং (XY-অক্ষ) সঞ্চালিত হওয়ার সময় ক্যান্টিলিভারের স্থানচ্যুতি প্রতিক্রিয়া-নিয়ন্ত্রিত Z-অক্ষ স্থির থাকে। Z-অক্ষের মান যা স্ক্যানিং প্রতিক্রিয়ার প্রতিক্রিয়া যা প্রক্রিয়াকরণের জন্য কম্পিউটারে ইনপুট করা হয় এবং নমুনা পৃষ্ঠের পর্যবেক্ষণ চিত্র (3D চিত্র) প্রাপ্ত হয়।
দ্বিতীয়ত, পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপের বৈশিষ্ট্য
1. উচ্চ রেজোলিউশন ক্ষমতা স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (SEM), এবং অপটিক্যাল রুক্ষতা মিটারের চেয়ে অনেক বেশি। নমুনা পৃষ্ঠের ত্রিমাত্রিক ডেটা গবেষণা, উত্পাদন এবং গুণমান পরিদর্শনের ক্রমবর্ধমান মাইক্রোস্কোপিক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
2. অ-ধ্বংসাত্মক, প্রোব এবং নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল 10-8N এর চেয়ে কম, যা আগের স্টাইলাস রুক্ষতা মিটারের চাপের চেয়ে অনেক কম, তাই এটি নমুনার ক্ষতি করবে না, এবং সেখানে স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রে ইলেকট্রন রশ্মির ক্ষতির কোনো সমস্যা নেই। উপরন্তু, ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করার জন্য অ-পরিবাহী নমুনার আবরণ প্রয়োজন, যখন পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপি তা করে না।
3. এটি বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন পৃষ্ঠ পর্যবেক্ষণ, আকার পরিমাপ, পৃষ্ঠের রুক্ষতা পরিমাপ, কণার আকার বিশ্লেষণ, প্রোট্রুশন এবং পিটগুলির পরিসংখ্যানগত প্রক্রিয়াকরণ, ফিল্ম গঠনের অবস্থার মূল্যায়ন, প্রতিরক্ষামূলক স্তরের আকারের ধাপগুলির পরিমাপ, সমতলতা ইন্টারলেয়ার ইনসুলেটিং ফিল্মের মূল্যায়ন, ভিসিডি আবরণ মূল্যায়ন, ওরিয়েন্টেড ফিল্মের ঘর্ষণ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার মূল্যায়ন, ত্রুটি বিশ্লেষণ ইত্যাদি।
4. সফ্টওয়্যারটির শক্তিশালী প্রক্রিয়াকরণ ফাংশন রয়েছে এবং এর ত্রিমাত্রিক চিত্র প্রদর্শনের আকার, দেখার কোণ, প্রদর্শনের রঙ এবং গ্লস অবাধে সেট করা যেতে পারে। এবং নেটওয়ার্ক, কনট্যুর লাইন, লাইন প্রদর্শন চয়ন করতে পারেন। ইমেজ প্রসেসিং, ক্রস-বিভাগীয় আকৃতি এবং রুক্ষতা বিশ্লেষণ, টপোগ্রাফি বিশ্লেষণ এবং অন্যান্য ফাংশনের ম্যাক্রো ব্যবস্থাপনা।
