স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি নীতি
স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ (STM) একটি যন্ত্র যা কোয়ান্টাম তত্ত্বে টানেলিং প্রভাব ব্যবহার করে পদার্থের পৃষ্ঠের গঠন সনাক্ত করে। এটি পদার্থের পৃষ্ঠে পরমাণুর বিন্যাসকে চিত্র তথ্যে রূপান্তর করতে পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাব ব্যবহার করে। এর
ভূমিকা
ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রটি পদার্থের সামগ্রিক গঠন পর্যবেক্ষণে খুবই উপযোগী, কিন্তু পৃষ্ঠের গঠন বিশ্লেষণে এটি আরও কঠিন, কারণ ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ নমুনার মাধ্যমে উচ্চ-শক্তির বিদ্যুতের মাধ্যমে তথ্য প্রাপ্ত করে, নমুনা পদার্থকে প্রতিফলিত করে। . অভ্যন্তরীণ তথ্য. যদিও স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) কিছু পৃষ্ঠের অবস্থা প্রকাশ করতে পারে, যেহেতু ঘটনা ইলেক্ট্রনগুলির সর্বদা একটি নির্দিষ্ট শক্তি থাকে এবং নমুনার মধ্যে প্রবেশ করবে, তথাকথিত "পৃষ্ঠ" বিশ্লেষণ করা হয় সবসময় একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় এবং বিভাজনের হারও ব্যাপকভাবে প্রভাবিত। সীমা যদিও ফিল্ড এমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এফইএম) এবং ফিল্ড আয়ন মাইক্রোস্কোপ (এফআইএম) পৃষ্ঠ গবেষণার জন্য ভালভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, নমুনাটি অবশ্যই বিশেষভাবে প্রস্তুত করা উচিত এবং শুধুমাত্র একটি খুব পাতলা সুই ডগায় স্থাপন করা যেতে পারে এবং নমুনাটি অবশ্যই সহ্য করতে সক্ষম হতে হবে। উচ্চ-তীব্রতা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, যাতে এটি প্রয়োগের সুযোগ সীমিত করে।
স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এসটিএম) সম্পূর্ণ ভিন্ন নীতিতে কাজ করে, এটি একটি ইলেক্ট্রন রশ্মির (যেমন ট্রান্সমিশন এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ) দিয়ে নমুনার উপর কাজ করে নমুনার পদার্থ সম্পর্কে তথ্য পায় না এবং এটি উচ্চ মাত্রায় ব্যবহার করে না। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র যাতে নমুনায় ইলেকট্রন বের হওয়ার চেয়ে বেশি লাভ হয় নমুনার পৃষ্ঠে টানেল কারেন্ট সনাক্ত করে এটি চিত্রিত করা হয়েছে, যাতে নমুনার পৃষ্ঠটি অধ্যয়ন করা যায়।
নীতি
স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ হল একটি নতুন ধরনের মাইক্রোস্কোপিক যন্ত্র যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সে টানেলিং প্রভাবের নীতি অনুসারে কঠিন পৃষ্ঠের পরমাণুতে ইলেকট্রনের টানেলিং কারেন্ট সনাক্ত করে কঠিন পদার্থের পৃষ্ঠের আকারবিদ্যাকে আলাদা করে।
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; ক্ষয় দৈর্ঘ্য প্রায় 1nm, যা ইলেকট্রন পালানোর জন্য পৃষ্ঠের বাধার একটি পরিমাপ। দুটি ধাতু একে অপরের খুব কাছাকাছি হলে, তাদের ইলেকট্রন মেঘ ওভারল্যাপ হতে পারে; যদি দুটি ধাতুর মধ্যে একটি ছোট ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় তবে তাদের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ (যাকে টানেলিং কারেন্ট বলা হয়) লক্ষ্য করা যায়।
কাজের পদ্ধতি
যদিও স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপগুলির কনফিগারেশনগুলি আলাদা, সেগুলির মধ্যে নিম্নলিখিত তিনটি প্রধান অংশ রয়েছে: একটি যান্ত্রিক সিস্টেম (মিরর বডি) যা পরিবাহী নমুনার পৃষ্ঠের সাথে সম্পর্কিত ত্রিমাত্রিক নড়াচড়া করতে প্রোবকে চালিত করে এবং এটি ব্যবহার করা হয় তদন্ত নিয়ন্ত্রণ এবং নিরীক্ষণ। নমুনা থেকে দূরত্বের জন্য ইলেকট্রনিক সিস্টেম এবং পরিমাপ করা ডেটাকে ছবিতে রূপান্তর করার জন্য প্রদর্শন ব্যবস্থা। এটির দুটি কাজের মোড রয়েছে: ধ্রুবক বর্তমান মোড এবং ধ্রুব উচ্চ মোড।
ধ্রুবক বর্তমান মোড
টানেলিং কারেন্ট একটি ইলেকট্রনিক ফিডব্যাক সার্কিট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত এবং স্থির রাখা হয়। তারপরে কম্পিউটার সিস্টেম নমুনা পৃষ্ঠে স্ক্যান করার জন্য সূঁচের ডগা নিয়ন্ত্রণ করে, অর্থাৎ সুই ডগাকে x এবং y দিক বরাবর দ্বি-মাত্রিকভাবে সরানো হয়। যেহেতু টানেলের স্রোতকে স্থির থাকতে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, তাই সূচের ডগা এবং নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে স্থানীয় উচ্চতাও স্থির থাকবে, তাই সূঁচের ডগা নমুনা পৃষ্ঠের উত্থান-পতনের সাথে একই উত্থান-পতন করবে, এবং উচ্চতা তথ্য সেই অনুযায়ী প্রতিফলিত হবে. বাহিরে আস. অর্থাৎ, স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ নমুনা পৃষ্ঠের ত্রিমাত্রিক তথ্য পায়। এই কাজের পদ্ধতিটি ব্যাপক ইমেজ তথ্য, উচ্চ মানের মাইক্রোস্কোপিক ছবি প্রাপ্ত করে এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
ধ্রুবক উচ্চতা মোড
নমুনার স্ক্যানিং প্রক্রিয়া চলাকালীন সুচের ডগাটির পরম উচ্চতা স্থির রাখুন; তারপর সুই ডগা এবং নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে স্থানীয় দূরত্ব পরিবর্তিত হবে, এবং টানেল কারেন্টের আকারও সেই অনুযায়ী পরিবর্তিত হবে; টানেল কারেন্টের পরিবর্তন I কম্পিউটার দ্বারা রেকর্ড করা হয় এবং এতে রূপান্তরিত হয় চিত্র সংকেত প্রদর্শিত হয়, অর্থাৎ, একটি স্ক্যানিং টানেলিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ মাইক্রোগ্রাফ প্রাপ্ত হয়। কাজ করার এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র তুলনামূলক সমতল পৃষ্ঠ এবং একক উপাদান সহ নমুনার জন্য উপযুক্ত।
