স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপের নীতি ও কাঠামো
স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপির মূল কাজের নীতি হল প্রোব এবং নমুনার পৃষ্ঠের পরমাণু এবং অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করা, অর্থাৎ, যখন প্রোব এবং নমুনা পৃষ্ঠ ন্যানোস্কেলের কাছাকাছি থাকে তখন গঠিত বিভিন্ন মিথস্ক্রিয়াগুলির ভৌত ক্ষেত্রগুলি, এবং অনুরূপ ভৌত পরিমাণ সনাক্তকরণ দ্বারা প্রাপ্ত নমুনা পৃষ্ঠ রূপবিদ্যা. স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ প্রধানত পাঁচটি অংশ নিয়ে গঠিত: প্রোব, স্ক্যানার, ডিসপ্লেসমেন্ট সেন্সর, কন্ট্রোলার, ডিটেকশন সিস্টেম এবং ইমেজ সিস্টেম।
নিয়ামক স্ক্যানারের মাধ্যমে নমুনাটিকে উল্লম্ব দিকে নিয়ে যায় যাতে প্রোব এবং নমুনার মধ্যে দূরত্ব (বা মিথস্ক্রিয়ার শারীরিক পরিমাণ) একটি নির্দিষ্ট মানতে স্থিতিশীল হয়; একই সময়ে, নমুনাটি xy অনুভূমিক সমতলে সরানো হয় যাতে প্রোবটি স্ক্যানিং অনুসরণ করে পথ নমুনা পৃষ্ঠকে স্ক্যান করে। স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপিতে, যখন প্রোব এবং নমুনার মধ্যে দূরত্ব স্থিতিশীল থাকে, সনাক্তকরণ সিস্টেম প্রোব এবং নমুনার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কিত প্রাসঙ্গিক শারীরিক পরিমাণ সংকেত সনাক্ত করে; যখন মিথস্ক্রিয়াটির শারীরিক পরিমাণ স্থিতিশীল থাকে, তখন উল্লম্ব দিক দিয়ে স্থানচ্যুতি সেন্সর দ্বারা সনাক্ত করা হয় প্রোব এবং নমুনার মধ্যে দূরত্ব। ইমেজ সিস্টেমটি সনাক্তকরণ সংকেত (বা প্রোব এবং নমুনার মধ্যে দূরত্ব) অনুসারে নমুনার পৃষ্ঠে ইমেজিংয়ের মতো চিত্র প্রক্রিয়াকরণ করে।
স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপগুলি প্রোব এবং নমুনার মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার বিভিন্ন শারীরিক ক্ষেত্র অনুসারে মাইক্রোস্কোপের বিভিন্ন সিরিজে বিভক্ত। তাদের মধ্যে, স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ (STM) এবং পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ (AFM) হল দুটি ধরণের স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ যা বেশি ব্যবহৃত হয়। স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ নমুনার পৃষ্ঠের গঠন সনাক্ত করে প্রোব এবং নমুনা পরীক্ষা করার মধ্যে টানেল কারেন্টের আকার সনাক্ত করে। পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপ একটি ফটোইলেকট্রিক স্থানচ্যুতি সেন্সর দ্বারা ডগা এবং নমুনার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বলের (যা আকর্ষণীয় বা বিকর্ষণ হতে পারে) দ্বারা সৃষ্ট মাইক্রো-ক্যান্টিলিভারের বিকৃতি সনাক্ত করে নমুনার পৃষ্ঠকে সনাক্ত করে।
স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপের বৈশিষ্ট্য
স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপি হল ফিল্ড আয়ন মাইক্রোস্কোপি এবং উচ্চ-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির পর পারমাণবিক স্কেলে পদার্থের গঠন পর্যবেক্ষণের জন্য তৃতীয় মাইক্রোস্কোপ। উদাহরণ হিসাবে স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ (STM) নিলে, এর পার্শ্বীয় রেজোলিউশন হল 0.1~0.2nm, এবং এর উল্লম্ব গভীরতার রেজোলিউশন হল 0.01nm। এই জাতীয় রেজোলিউশন স্পষ্টভাবে নমুনার পৃষ্ঠে বিতরণ করা একক পরমাণু বা অণুগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারে। একই সময়ে, স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ বায়ু, অন্যান্য গ্যাস বা তরল পরিবেশে পর্যবেক্ষণ গবেষণা পরিচালনা করতে পারে।
স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপগুলিতে পারমাণবিক রেজোলিউশন, পারমাণবিক পরিবহন এবং ন্যানো-মাইক্রোপ্রসেসিংয়ের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। যাইহোক, বিশদভাবে বিভিন্ন স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপগুলির বিভিন্ন কাজের নীতির কারণে, তাদের দ্বারা প্রাপ্ত ফলাফলের দ্বারা প্রতিফলিত নমুনার পৃষ্ঠের তথ্যগুলি খুব আলাদা। স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপি নমুনার পৃষ্ঠে ইলেক্ট্রন স্টেশনগুলির বিতরণের তথ্য পরিমাপ করে, যার পারমাণবিক-স্তরের রেজোলিউশন রয়েছে কিন্তু এখনও নমুনার প্রকৃত কাঠামো পেতে পারে না। পারমাণবিক মাইক্রোস্কোপ পরমাণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া তথ্য সনাক্ত করে, তাই নমুনার পৃষ্ঠে পারমাণবিক বিতরণের বিন্যাস তথ্য পাওয়া যেতে পারে, অর্থাৎ নমুনার আসল কাঠামো। কিন্তু অন্যদিকে, পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপ ইলেকট্রনিক অবস্থার তথ্য পরিমাপ করতে পারে না যা তত্ত্বের সাথে তুলনা করা যেতে পারে, তাই দুটির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে।
