Grazing-incidence small-angle scattering
ચરાઈ-ઘટના લઘુ-કોણ સ્કેટરિંગ (જી. આઈ. એસ. એ. એસ.) એ એક સ્કેટરિંગ તકનીક છે જેનો ઉપયોગ નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ સપાટીઓ અને પાતળી ફિલ્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે. વેરવિખેર તપાસ કાં તો ફોટોન (ચરાઈ-ઘટના નાના-કોણ એક્સ-રે સ્કેટરિંગ, જીઆઇએસએએક્સએસ) અથવા ન્યુટ્રોન (ચરાઈ-ઘટના નાના-કોણ ન્યુટ્રોન સ્કેટરિંગ, જીઆઇએસએએનએસ) છે. જી. આઈ. એસ. એ. એસ. નાના-ખૂણા સ્કેટરિંગ (એસ. એ. એસ.: એસ. એ. એક્સ. એસ. અથવા એસ. એ. એન. એસ.) ની સુલભ લંબાઈ સ્કેલ અને ચરાઈની ઘટના વિવર્તન (જી. આઈ. ડી.) ની સપાટીની સંવેદનશીલતાને જોડે છે. જી. આઈ. એસ. એ. એસ. નો એક લાક્ષણિક ઉપયોગ પાતળા પટલમાં નેનોસ્કેલ પર સ્વ-સંયોજન અને સ્વ-સંગઠનની લાક્ષણિકતા છે. જીઆઇએસએએસ દ્વારા અભ્યાસ કરાયેલી પ્રણાલીઓમાં ક્વોન્ટમ ડોટ એરે, ઇન-સીટૂ વૃદ્ધિ દરમિયાન રચાયેલી વૃદ્ધિની અસ્થિરતા, બ્લોક કોપોલિમર, સિલિકા મેસોફેસીસ અને નેનોપાર્ટિકલ્સની પાતળી ફિલ્મોમાં સ્વ-સંગઠિત નેનોસ્ટ્રક્ચર્સનો સમાવેશ થાય છે. કાચની સપાટી પર જમા થયેલા સોનાના ભીનાશનો અભ્યાસ કરવા માટે લેવિન અને કોહેન દ્વારા GISAXS રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. સપાટીઓ પર અને દફનાવવામાં આવેલા ઇન્ટરફેસોમાં ધાતુના સમૂહોનો અભ્યાસ કરવા માટે નૌડોન અને સહકાર્યકરો દ્વારા આ તકનીકનો વધુ વિકાસ કરવામાં આવ્યો હતો. નેનોસાયન્સના આગમન સાથે અન્ય ઉપયોગો ઝડપથી વિકસિત થયા, પ્રથમ સખત દ્રવ્યમાં જેમ કે સેમિકન્ડક્ટર સપાટીઓ પર ક્વોન્ટમ બિંદુઓની લાક્ષણિકતા અને ઓક્સાઇડ સપાટીઓ પર ધાતુની થાપણોની મૂળ સ્થાને લાક્ષણિકતા. આ પછી ટૂંક સમયમાં અલ્ટ્રાથિન પોલિમર ફિલ્મો, પોલિમર મિશ્રણો, બ્લોક કોપોલિમર ફિલ્મો અને અન્ય સ્વ-સંગઠિત નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ પાતળી ફિલ્મો જેવી નરમ દ્રવ્ય પ્રણાલીઓ દ્વારા અનુસરવામાં આવશે જે નેનોસાયન્સ અને ટેકનોલોજી માટે અનિવાર્ય બની ગઈ છે. જી. આઈ. એસ. એ. એસ. ના ભાવિ પડકારો જૈવિક ઉપયોગોમાં હોઈ શકે છે, જેમ કે પ્રોટીન, પેપ્ટાઇડ્સ અથવા સપાટીઓ સાથે જોડાયેલા વાયરસ અથવા લિપિડ સ્તરોમાં. અર્થઘટન એક વર્ણસંકર તકનીક તરીકે, જી. આઈ. એસ. એ. એસ. ટ્રાન્સમિશન સ્મોલ-એંગલ સ્કેટરિંગ (એસ. એ. એસ.), ચરાઈ-ઘટના વિવર્તન (જી. આઈ. ડી.) અને ડિફ્યુઝ રિફ્લેક્ટોમેટ્રીમાંથી વિભાવનાઓને જોડે છે. એસએએસમાંથી તે ફોર્મ પરિબળો અને માળખાના પરિબળોનો ઉપયોગ કરે છે. જીઆઇડીમાંથી તે સબસ્ટ્રેટ અને ફિલ્મના નિર્ણાયક ખૂણાઓની નજીક સ્કેટરિંગ ભૂમિતિ અને સ્કેટરિંગના દ્વિ-પરિમાણીય પાત્રનો ઉપયોગ કરે છે, જે સપાટીને લંબરૂપ સ્કેટરિંગ તીવ્રતાના ફેલાયેલા સળિયાઓને જન્મ આપે છે. ડિફ્યુઝ (ઓફ-સ્પેક્યુલર) રિફ્લેક્ટોમેટ્રી સાથે તે નમૂનાના નિર્ણાયક ખૂણા પર યોનેડા/વિન્યાર્ડ શિખર અને સ્કેટરિંગ થિયરી, વિકૃત તરંગ બોર્ન એપ્રોક્સિમેશન (DWBA) જેવી ઘટનાઓને વહેંચે છે. જો કે, જ્યારે ફેલાયેલી પરાવર્તનશીલતા ઇન્સિડેન્ટ પ્લેન (ઇન્સિડેન્ટ બીમ દ્વારા આપવામાં આવેલ પ્લેન અને સપાટી નોર્મલ) સુધી મર્યાદિત રહે છે, ત્યારે GISAS સામાન્ય રીતે એરિયા ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ કરીને તમામ દિશાઓમાં સપાટી પરથી સમગ્ર સ્કેટરિંગની શોધ કરે છે. આમ જી. આઈ. એસ. એ. એસ. બાજુની અને ઊભી રચનાઓની વિશાળ શ્રેણી સુધી પહોંચ મેળવે છે અને, ખાસ કરીને, સપાટી પર અથવા પાતળા આવરણની અંદર નેનોસ્કેલ પદાર્થોના આકારવિજ્ઞાન અને પ્રેફરન્શિયલ સંરેખણ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. ડીડબલ્યુબીએના ચોક્કસ પરિણામ તરીકે, પાતળા ફિલ્મ અભ્યાસોના કિસ્સામાં એક્સ-રે અથવા ન્યુટ્રોનના રીફ્રેક્શનને હંમેશા ધ્યાનમાં લેવું પડે છે, કારણ કે સ્કેટરિંગ એંગલ નાના હોય છે, જે ઘણીવાર 1 ડિગ્રી કરતા ઓછા હોય છે. રીફ્રેક્શન કરેક્શન સબસ્ટ્રેટના સંદર્ભમાં સ્કેટરિંગ વેક્ટરના લંબરૂપ ઘટકને લાગુ પડે છે જ્યારે સમાંતર ઘટક અપ્રભાવિત હોય છે. આમ સમાંતર સ્કેટરિંગને ઘણીવાર એસએએસના કાઇનેમેટિક સિદ્ધાંતમાં અર્થઘટન કરી શકાય છે, જ્યારે રીફ્રેક્ટિવ સુધારા સ્કેટરિંગ ઇમેજના લંબરૂપ કટ સાથે સ્કેટરિંગને લાગુ પડે છે, ઉદાહરણ તરીકે સ્કેટરિંગ લાકડી સાથે. જી. આઈ. એસ. એ. એસ. છબીઓના અર્થઘટનમાં લો-ઝેડ ફિલ્મોમાંથી સ્કેટરિંગમાં કેટલીક ગૂંચવણ ઊભી થાય છે. સિલિકોન વેફર્સ પર કાર્બનિક પદાર્થો, જ્યારે ઘટના કોણ ફિલ્મ અને સબસ્ટ્રેટના નિર્ણાયક ખૂણાઓ વચ્ચે હોય છે. આ કિસ્સામાં, સબસ્ટ્રેટમાંથી પ્રતિબિંબિત બીમ ઇન્સિડેન્ટ બીમ જેવી જ તાકાત ધરાવે છે અને આમ ફિલ્મ માળખામાંથી પ્રતિબિંબિત બીમમાંથી સ્કેટરિંગ લંબરૂપ દિશામાં સ્કેટરિંગ સુવિધાઓના બમણા થવા તરફ દોરી શકે છે. આ તેમજ સીધા અને પ્રતિબિંબિત બીમમાંથી સ્કેટરિંગ વચ્ચેની દખલગીરીનો DWBA સ્કેટરિંગ થિયરી દ્વારા સંપૂર્ણ હિસાબ કરી શકાય છે. આ ગૂંચવણો ઘણીવાર એ હકીકત દ્વારા સરભર કરતાં વધુ હોય છે કે સ્કેટરિંગ તીવ્રતાની ગતિશીલ વૃદ્ધિ નોંધપાત્ર છે. સીધી સ્કેટરિંગ ભૂમિતિ સાથે સંયોજનમાં, જ્યાં બધી સંબંધિત માહિતી એક સ્કેટરિંગ છબીમાં સમાયેલી હોય છે, તે ઇન-સીટૂ અને રીઅલ-ટાઇમ પ્રયોગોને સરળ બનાવે છે. દ્રાવક વરાળના પ્રભાવ હેઠળ બ્લોક કોપોલિમર ફિલ્મોમાં MBE વૃદ્ધિ અને પુનર્ગઠન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ખાસ કરીને સ્વ-સંગઠનને સેકન્ડથી લઈને મિનિટ સુધીના સંબંધિત સમયમર્યાદા પર દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આખરે છબી એકત્રિત કરવા માટે જરૂરી નમૂનાઓ પર એક્સ-રે ફ્લક્સ અને એરિયા ડિટેક્ટરના રીડ-આઉટ સમય દ્વારા સમયનું રિઝોલ્યુશન મર્યાદિત છે. પ્રાયોગિક પ્રેક્ટિસ સમર્પિત અથવા આંશિક રીતે સમર્પિત GISAXS બીમલાઈન ઘણા સિંક્રોટ્રોન પ્રકાશ સ્રોતો (ઉદાહરણ તરીકે SSRL, APS, CHESS, ESRF, HASYLAB, NSLS, પોહાંગ લાઇટ સોર્સ) અને LBએનએલ ખાતે એડવાન્સ્ડ લાઇટ સોર્સ પર પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ન્યુટ્રોન સંશોધન સુવિધાઓમાં, જી. આઈ. એસ. એ. એન. એસ. નો વધુને વધુ ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને નાના-ખૂણા (એસ. એ. એન. એસ.) ઉપકરણો પર અથવા રિફ્લેક્ટોમીટર પર. જી. આઈ. એસ. એ. એસ. ને પાતળી ફિલ્મ જમા કરવાની તકનીકો સિવાય અન્ય કોઈ ચોક્કસ નમૂનાની તૈયારીની જરૂર નથી. ફિલ્મની જાડાઈ થોડા એનએમથી લઈને કેટલાક 100 એનએમ સુધીની હોઈ શકે છે, અને આવી પાતળી ફિલ્મો હજુ પણ એક્સ-રે બીમ દ્વારા સંપૂર્ણપણે ઘૂસી જાય છે. ફિલ્મ સપાટી, ફિલ્મ આંતરિક, તેમજ સબસ્ટ્રેટ-ફિલ્મ ઇન્ટરફેસ બધા સુલભ છે. આપતન કોણને બદલીને વિવિધ યોગદાનને ઓળખી શકાય છે. સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ જીઆઇએસએએક્સએસ અને જીઆઇડબલ્યુએએક્સએસ ટ્યુટોરીયલ બાય ડેટલેફ સ્મિલ્જીસ-અપડેટેડ લિંક! કેવિન યાગર દ્વારા GISAXS વિકી એ રેમી લાઝારી દ્વારા GISAXS મોડેલિંગ/ફિટિંગ સોફ્ટવેર છે FitGISAXS ડેવિડ બાબોનેઉ બોર્ન દ્વારા મોડેલિંગ/ફિટિંગ સોફ્ટવેરMLZ ગાર્ચિંગના સાયન્ટિફિક કમ્પ્યુટિંગ ગ્રુપ દ્વારા મોડેલિંગ અને ફિટિંગ સોફ્ટવેર ફરીથી મેળવો હાયપિજિએએક્સએસ એલબીએનએલ એક્સ-રે સ્કેટરિંગ સિંક્રોટ્રોન-સંબંધિત તકનીકો દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં સમાંતર GISAXS સિમ્યુલેશન કોડ ન્યુટ્રોન સ્કેટરિંગ નેનોટેકનોલોજી વૈજ્ઞાનિક તકનીકો