Language
Country/Area
No result found
من المجاهر النفقية الماسحة إلى المجاهر ذات القوة الذرية: لماذا هي قوية إلى هذه الدرجة؟
مجهر المسح المجس (SPM) هو فرع من المجهر الذي يقوم بتكوين الصور عن طريق مسح سطح العينة باستخدام مجس فيزيائي. لقد تطورت تقنية التصوير المقطعي المحوسب بسرعة كبيرة منذ اختراع المجهر النفقي الماسح في عام 1981، وهو جهاز قادر على تصوير الأسطح على المستوى الذري. وقد شكلت التجارب الناجحة التي أجراها جيرارد بينيج وهينريش روهرر بداية هذا المجال، وكان مفتاحه استخدام حلقة التغذية الراجعة لتنظيم المسافة بين العينة والمسبار.
تستخدم المجاهر ذات المجس الماسح محركات كهربائية ضغطية لعمل حركات على مستوى الذرات أو أدق تحت أوامر إلكترونية، مما يسمح لها بالحصول على البيانات بكفاءة، وعادةً في شكل شبكة ثنائية الأبعاد من البيانات، ثم نقلها إلى الكمبيوتر. الصورة مرئية.يختلف دقة المجهر الماسح بين التقنيات المختلفة، ولكن بعض تقنيات المسح قادرة على تحقيق دقة ذرية مثيرة للإعجاب.
أنواع مختلفة من المجاهر الماسحة
في مجال المجهر الضوئي، هناك العديد من التقنيات الراسخة، مثل المجهر الذري للقوة (AFM)، والمجهر الكيميائي للقوة (CFM)، والمجهر النفقي الماسح (STM)، والعديد من المتغيرات الأخرى. تتمتع هذه التقنيات بخصائصها الخاصة ويمكن اختيارها وفقًا لمتطلبات التطبيق المختلفة.
غالبًا ما يتم عرض بيانات مجهر المسح الضوئي على شكل خرائط حرارية، والتي تنتج الصورة النهائية.
تقنية تشكيل الصورة
عادةً ما يتم إنشاء صور المجهر الماسح باستخدام تقنية المسح النقطي. يتم رسم المجس فوق سطح العينة ويتم تسجيل قيمة محددة عند كل نقطة مسح. قد تختلف القيم المسجلة أثناء هذه العملية حسب وضع التشغيل المحدد.
الاختلافات بين النماذج والتقنيات
يتضمن وضعا التشغيل الشائعان وضع التفاعل المستمر ووضع الارتفاع الثابت. في وضع التفاعل المستمر، يتم تعديل المسافة بين المجس والعينة من خلال حلقة تغذية مرتدة للحفاظ على تفاعل مستقر. في وضع الارتفاع الثابت، لا يتحرك المحور z للمسبار، مما يزيد من خطر الاصطدام بين المسبار والعينة.
تصميم المجس وخصائصه
يعتمد شكل ومادة مسبار SPM على التقنية المحددة المستخدمة، كما أن شكل طرف المسبار له أهمية بالغة لدقة المجهر. كلما كان المجس أدق كلما كانت الدقة أعلى، ولتحقيق الدقة الذرية يجب أن يكون طرف المجس ذرة واحدة.
مميزات وعيوب المجهر الماسحأثناء التصوير المجهري، قد لا يتمكن طرف المجس من تحقيق الدقة المتوقعة، وقد يكون ذلك ناتجًا عن عدم دقة المجس أو وجود قمم متعددة.
الميزة الرئيسية لمجهر المسح الضوئي هي قدرته على التحليل بدون حيود، ولكن هذه الميزة هي أيضًا قيده بسبب أوقات المسح الطويلة المطلوبة. يتم تضمين المعلومات المكانية أثناء عملية المسح في السلسلة الزمنية، مما قد يؤدي إلى عدم اليقين في القياس.
المجهر الضوئي المسحي (SPCM)
كعضو في مجاهر المسح الضوئي، يستخدم SPCM شعاع الليزر المركّز كمصدر إثارة محلي لدراسة الخصائص البصرية الإلكترونية للمواد. وتعتبر هذه التقنية مهمة بشكل خاص لدراسة النانو هياكل أشباه الموصلات.
من خلال SPCM، يمكن تحليل المعلمات الرئيسية مثل طول الخاصية الحالية، وحركية إعادة التركيب، وتركيز المنشطات.
برامج تحليل وتصور البيانات
غالبًا ما تحتاج البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة مجهر المسح الضوئي إلى تحليل وتقديمها باستخدام برنامج تصور احترافي. تتوفر مجموعة متنوعة من خيارات البرامج التجارية والمجانية في السوق والتي تسمح للمستخدمين بفهم البيانات التي تم الحصول عليها بشكل أفضل.
لا تزال التطورات في المجاهر النفقية الماسحة والمجاهر الذرية تدفع عجلة التقدم في تكنولوجيا النانو، ولكن هل يعني هذا أننا سنواجه المزيد من التحديات في المستقبل؟
