পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপির কাজের নীতি এবং প্রয়োগ
পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি হল একটি স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপ যা স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপির মূল নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে। পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপির উত্থান নিঃসন্দেহে ন্যানো প্রযুক্তির বিকাশে একটি চালিকা ভূমিকা পালন করেছে। স্ক্যানিং প্রোব মাইক্রোস্কোপি, পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি দ্বারা উপস্থাপিত, একটি অনুবীক্ষণ যন্ত্রের একটি সিরিজ যা একটি নমুনার পৃষ্ঠ স্ক্যান করার জন্য একটি ছোট প্রোব ব্যবহার করে, উচ্চ বিস্তৃতি পর্যবেক্ষণ প্রদান করে। পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপি স্ক্যানিং বিভিন্ন ধরণের নমুনার পৃষ্ঠের অবস্থার তথ্য প্রদান করতে পারে। প্রচলিত অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সাথে তুলনা করে, পারমাণবিক বল অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সুবিধা হল যে এটি বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার অধীনে উচ্চ পরিবর্ধনে নমুনার পৃষ্ঠকে পর্যবেক্ষণ করতে পারে এবং প্রায় সমস্ত নমুনার জন্য (পৃষ্ঠের মসৃণতার জন্য নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা সহ) ব্যবহার করা যেতে পারে, অন্যান্য প্রয়োজন ছাড়াই। নমুনা প্রস্তুতির প্রক্রিয়া, নমুনা পৃষ্ঠের একটি ত্রি-মাত্রিক রূপবিদ্যা ইমেজ পেতে। এবং স্ক্যানিং থেকে প্রাপ্ত 3D মরফোলজি চিত্রগুলিতে রুক্ষতা গণনা, বেধ, ধাপের প্রস্থ, ব্লক ডায়াগ্রাম বা কণার আকার বিশ্লেষণ করতে পারে।
পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি অনেক নমুনা সনাক্ত করতে পারে এবং পৃষ্ঠ গবেষণা, উৎপাদন নিয়ন্ত্রণ, বা প্রক্রিয়া উন্নয়নের জন্য ডেটা সরবরাহ করতে পারে, যা প্রচলিত স্ক্যানিং পৃষ্ঠের রুক্ষতা মিটার এবং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ প্রদান করতে পারে না।
মৌলিক নীতি
পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপি পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা পরিমাপ করতে একটি নমুনার পৃষ্ঠ এবং একটি সূক্ষ্ম অনুসন্ধানের ডগা মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল (পারমাণবিক বল) ব্যবহার করে।
প্রোবের টিপটি একটি ছোট ক্যান্টিলিভারে থাকে এবং যখন প্রোবটি নমুনার পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করে তখন যে মিথস্ক্রিয়া তৈরি হয় তা ক্যান্টিলিভার ডিফ্লেকশন আকারে সনাক্ত করা হয়। নমুনা পৃষ্ঠ এবং প্রোবের মধ্যে দূরত্ব 3-4 nm এর কম, এবং তাদের মধ্যে সনাক্ত করা বলটি 10-8 N এর কম। লেজার ডায়োড থেকে আলো ক্যান্টিলিভারের পিছনে ফোকাস করে। যখন ক্যান্টিলিভারটি শক্তির ক্রিয়ায় বাঁকানো হয়, তখন প্রতিফলিত আলো বিচ্যুত হয়, এবং একটি অবস্থান সংবেদনশীল ফটোডিটেক্টর ডিফ্লেকশন কোণ সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। তারপরে, নমুনা পৃষ্ঠের একটি ত্রিমাত্রিক চিত্র পেতে কম্পিউটার দ্বারা সংগৃহীত ডেটা প্রক্রিয়া করা হয়।
একটি সম্পূর্ণ ক্যান্টিলিভার প্রোব একটি পাইজোইলেকট্রিক স্ক্যানার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত নমুনার পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয় এবং নির্ভুলতার সাথে 0.1 এনএম বা তার কম প্রস্থের ধাপ সহ তিনটি দিকে স্ক্যান করা হয়। সাধারণত, নমুনা পৃষ্ঠটি বিস্তারিতভাবে স্ক্যান করার সময় (XY অক্ষ), ক্যান্টিলিভারের স্থানচ্যুতি প্রতিক্রিয়া দ্বারা নিয়ন্ত্রিত Z-অক্ষকে স্থির এবং অপরিবর্তিত রাখা হয়। Z-অক্ষের মানগুলি, যা স্ক্যানিং প্রতিক্রিয়ার প্রতিক্রিয়া, প্রক্রিয়াকরণের জন্য কম্পিউটারে ইনপুট হয়, যার ফলে নমুনা পৃষ্ঠের একটি পর্যবেক্ষণ চিত্র (3D চিত্র) হয়।
পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপির বৈশিষ্ট্য
1. উচ্চ রেজোলিউশন ক্ষমতা স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) এবং অপটিক্যাল রুক্ষতা মিটারের চেয়ে অনেক বেশি। নমুনার পৃষ্ঠের ত্রি-মাত্রিক ডেটা গবেষণা, উত্পাদন এবং গুণমান পরিদর্শনের ক্রমবর্ধমান মাইক্রোস্কোপিক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
2. অ ধ্বংসাত্মক, প্রোব এবং নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল 10-8N এর নিচে, যা প্রথাগত স্টাইলাস রুক্ষতা মিটারের চাপের চেয়ে অনেক কম। অতএব, এটি নমুনার ক্ষতি করবে না এবং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করার ক্ষেত্রে কোন ইলেক্ট্রন বিমের ক্ষতির সমস্যা নেই। উপরন্তু, ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করার জন্য অ-পরিবাহী নমুনাগুলিতে আবরণ চিকিত্সার প্রয়োজন হয়, যখন পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপির প্রয়োজন হয় না।
3. এটির বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে এবং এটি পৃষ্ঠ পর্যবেক্ষণ, আকার পরিমাপ, পৃষ্ঠের রুক্ষতা পরিমাপ, কণার আকার বিশ্লেষণ, প্রোট্রুশন এবং পিটগুলির পরিসংখ্যানগত প্রক্রিয়াকরণ, ফিল্ম গঠনের অবস্থা মূল্যায়ন, প্রতিরক্ষামূলক স্তরগুলির আকারের ধাপ পরিমাপ, সমতলতা মূল্যায়নের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ইন্টারলেয়ার ইনসুলেশন ফিল্ম, ভিসিডি লেপ মূল্যায়ন, ওরিয়েন্টেড ফিল্মের ঘর্ষণ চিকিত্সা প্রক্রিয়া মূল্যায়ন, ত্রুটি বিশ্লেষণ ইত্যাদি।
4. সফ্টওয়্যারটির শক্তিশালী প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা রয়েছে এবং এর 3D চিত্র প্রদর্শন অবাধে এর আকার, দৃষ্টিকোণ, প্রদর্শনের রঙ এবং গ্লস সেট করতে পারে। এবং নেটওয়ার্ক, কনট্যুর লাইন, এবং লাইন প্রদর্শন নির্বাচন করা যেতে পারে। ইমেজ প্রসেসিং-এ ম্যাক্রো ম্যানেজমেন্ট, ক্রস-বিভাগীয় আকৃতি এবং রুক্ষতা বিশ্লেষণ, রূপবিদ্যা বিশ্লেষণ এবং অন্যান্য ফাংশন।
