Grazing-incidence small-angle scattering
चराई-घटना लघु-कोण प्रकीर्णन (जी. आई. एस. ए. एस.) एक प्रकीर्णन तकनीक है जिसका उपयोग नैनोस्ट्रक्चर्ड सतहों और पतली परतों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। बिखरे हुए जांच या तो फोटॉन (चराई-घटना लघु-कोण एक्स-रे प्रकीर्णन, जी. आई. एस. ए. एक्स. एस.) या न्यूट्रॉन (चराई-घटना लघु-कोण न्यूट्रॉन प्रकीर्णन, जी. आई. एस. ए. एन. एस.) हैं। जी. आई. एस. ए. एस. छोटे-कोण प्रकीर्णन (एस. ए. एस.: एस. ए. एक्स. एस. या एस. ए. एन. एस.) के सुलभ लंबाई पैमाने और चराई घटना विवर्तन (जी. आई. डी.) की सतह संवेदनशीलता को जोड़ती है। अनुप्रयोग जी. आई. एस. ए. एस. का एक विशिष्ट अनुप्रयोग पतली फिल्मों में नैनोस्केल पर स्व-संयोजन और स्व-संगठन का लक्षण वर्णन है। जी. आई. एस. ए. एस. द्वारा अध्ययन की गई प्रणालियों में क्वांटम डॉट ऐरे, इन-सीटू विकास के दौरान बनने वाली विकास अस्थिरता, ब्लॉक कॉपोलिमर, सिलिका मेसोफ़ेज़ और नैनोकणों की पतली फिल्मों में स्व-संगठित नैनोस्ट्रक्चर शामिल हैं। लेविन और कोहेन ने कांच की सतह पर जमा सोने के गीला होने का अध्ययन करने के लिए जी. आई. एस. ए. एक्स. एस. की शुरुआत की थी। तकनीक को आगे नौडन और सहकर्मियों द्वारा सतहों पर और दफन इंटरफेस में धातु समूह का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। नैनोसाइंस के आगमन के साथ अन्य अनुप्रयोग तेजी से विकसित हुए, पहले कठोर पदार्थ में जैसे कि अर्धचालक सतहों पर क्वांटम डॉट्स का लक्षण वर्णन और ऑक्साइड सतहों पर धातु जमा का इन-सीटू लक्षण वर्णन। इसके बाद जल्द ही अल्ट्राथिन पॉलिमर फिल्म, पॉलिमर मिश्रण, ब्लॉक कॉपोलिमर फिल्म और अन्य स्व-संगठित नैनोस्ट्रक्चर्ड थिन फिल्म जैसी नरम पदार्थ प्रणालियां आईं जो नैनोसाइंस और प्रौद्योगिकी के लिए अपरिहार्य हो गई हैं। जी. आई. एस. ए. एस. की भविष्य की चुनौती जैविक अनुप्रयोगों में हो सकती है, जैसे कि प्रोटीन, पेप्टाइड्स, या सतहों से जुड़े वायरस या लिपिड परतों में। व्याख्या एक संकर तकनीक के रूप में, जी. आई. एस. ए. एस. संचरण लघु-कोण प्रकीर्णन (एस. ए. एस.), चराई-घटना विवर्तन (जी. आई. डी.) और विसरण परावर्तक से अवधारणाओं को जोड़ती है। एस. ए. एस. से यह रूप कारकों और संरचना कारकों का उपयोग करता है। जी. आई. डी. से यह सब्सट्रेट और फिल्म के महत्वपूर्ण कोणों के करीब प्रकीर्णन ज्यामिति और प्रकीर्णन के द्वि-आयामी चरित्र का उपयोग करता है, जिससे सतह पर लंबवत प्रकीर्णन तीव्रता की फैलती छड़ें पैदा होती हैं। डिफ्यूज (ऑफ-स्पेक्युलर) रिफ्लेक्टोमेट्री के साथ यह नमूने के महत्वपूर्ण कोण पर योनेडा/विन्यार्ड शिखर और प्रकीर्णन सिद्धांत, विकृत तरंग जनित सन्निकटन (डी. डब्ल्यू. बी. ए.) जैसी घटनाओं को साझा करता है। हालांकि, जबकि विसरण परावर्तनशीलता आपतित तल (आपतित किरण और सतह सामान्य द्वारा दिया गया तल) तक ही सीमित रहती है, जीआईएसएएस सतह से सभी दिशाओं में पूरे प्रकीर्णन की खोज करता है, आमतौर पर एक क्षेत्र डिटेक्टर का उपयोग करता है। इस प्रकार जी. आई. एस. ए. एस. पार्श्व और ऊर्ध्वाधर संरचनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला तक पहुंच प्राप्त करता है और, विशेष रूप से, सतह पर या पतली परत के अंदर नैनोस्केल वस्तुओं की आकृति विज्ञान और अधिमान्य संरेखण के प्रति संवेदनशील है। डी. डब्ल्यू. बी. ए. के एक विशेष परिणाम के रूप में, पतली फिल्म अध्ययनों के मामले में एक्स-रे या न्यूट्रॉन के अपवर्तन को हमेशा ध्यान में रखा जाना चाहिए, इस तथ्य के कारण कि प्रकीर्णन कोण छोटे होते हैं, अक्सर 1 डिग्री से कम होते हैं। अपवर्तन सुधार सब्सट्रेट के संबंध में स्कैटरिंग वेक्टर के लंबवत घटक पर लागू होता है जबकि समानांतर घटक अप्रभावित होता है। इस प्रकार समानांतर प्रकीर्णन की व्याख्या अक्सर एस. ए. एस. के गतिज सिद्धांत के भीतर की जा सकती है, जबकि अपवर्तक सुधार प्रकीर्णन छवि के लंबवत कट के साथ प्रकीर्णन पर लागू होते हैं, उदाहरण के लिए एक प्रकीर्णन छड़ के साथ। जी. आई. एस. ए. एस. छवियों की व्याख्या में निम्न-जेड फिल्मों के प्रकीर्णन में कुछ जटिलता उत्पन्न होती है। सिलिकॉन वेफर्स पर कार्बनिक पदार्थ, जब आपतित कोण फिल्म और सब्सट्रेट के महत्वपूर्ण कोणों के बीच होता है। इस मामले में, सब्सट्रेट से परावर्तित बीम की ताकत आपतित बीम के समान होती है और इस प्रकार फिल्म संरचना से परावर्तित बीम से प्रकीर्णन लंबवत दिशा में प्रकीर्णन विशेषताओं को दोगुना कर सकता है। इसके साथ-साथ प्रत्यक्ष और परावर्तित किरण से प्रकीर्णन के बीच के हस्तक्षेप को डी. डब्ल्यू. बी. ए. प्रकीर्णन सिद्धांत द्वारा पूरी तरह से गिना जा सकता है। ये जटिलताएँ अक्सर इस तथ्य से अधिक होती हैं कि प्रकीर्णन तीव्रता की गतिशील वृद्धि महत्वपूर्ण है। सीधा प्रकीर्णन ज्यामिति के संयोजन में, जहां सभी प्रासंगिक जानकारी एक एकल प्रकीर्णन छवि में निहित होती है, इन-सीटू और वास्तविक समय के प्रयोगों को सुविधाजनक बनाया जाता है। विशेष रूप से एम. बी. ई. वृद्धि के दौरान स्व-संगठन और विलायक वाष्प के प्रभाव में ब्लॉक कॉपोलिमर फिल्मों में पुनर्गठन प्रक्रियाओं को सेकंड से लेकर मिनट तक के प्रासंगिक समय-सीमा पर चिह्नित किया गया है। अंततः एक छवि एकत्र करने के लिए आवश्यक नमूनों पर एक्स-रे फ्लक्स और क्षेत्र डिटेक्टर के पढ़ने के समय द्वारा समय संकल्प सीमित होता है। प्रायोगिक अभ्यास समर्पित या आंशिक रूप से समर्पित जी. आई. एस. ए. एक्स. एस. बीमलाइन कई सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोतों (उदाहरण के लिए एस. एस. आर. एल., ए. पी. एस., सी. एच. ई. एस. एस., ई. एस. आर. एफ., एच. ए. एस. एल. ए. बी., एन. एस. एल. एस., पोहांग प्रकाश स्रोत) और एल. बी. एन. एल. में उन्नत प्रकाश स्रोत पर भी मौजूद हैं। न्यूट्रॉन अनुसंधान सुविधाओं में, जी. आई. एस. ए. एन. एस. का तेजी से उपयोग किया जाता है, आमतौर पर छोटे-कोण (एस. ए. एन. एस.) उपकरणों या परावर्तक पर। जी. आई. एस. ए. एस. को पतली फिल्म जमा करने की तकनीकों के अलावा किसी विशिष्ट नमूने की तैयारी की आवश्यकता नहीं होती है। फिल्म की मोटाई कुछ एनएम से लेकर कई 100 एनएम तक हो सकती है, और ऐसी पतली फिल्में अभी भी एक्स-रे बीम द्वारा पूरी तरह से प्रवेश करती हैं। फिल्म की सतह, फिल्म का इंटीरियर, साथ ही सब्सट्रेट-फिल्म इंटरफेस सभी सुलभ हैं। आपतन कोण को बदलकर विभिन्न योगदानों की पहचान की जा सकती है। संदर्भ बाहरी लिंक जी. आई. एस. ए. एक्स. एस. और जी. आई. डब्ल्यू. ए. एक्स. एस. ट्यूटोरियल द्वारा डीटलीफ स्मिल्जीज़-अद्यतन लिंक! केविन यागर द्वारा जीआईएसएएक्सएस विकी रेमी लाजारी द्वारा जीआईएसएएक्सएस मॉडलिंग/फिटिंग सॉफ्टवेयर है फिटजीआईएसएएक्सएस डेविड बाबोनेउ बोर्न द्वारा मॉडलिंग/फिटिंग सॉफ्टवेयर एमएलजेड गार्चिंग हाईपीजीआईएसएएक्सएस के वैज्ञानिक कम्प्यूटिंग समूह द्वारा फिर से मॉडलिंग और फिटिंग सॉफ्टवेयर एलबीएनएल एक्स-रे स्कैटरिंग सिंक्रोट्रॉन-संबंधित तकनीकों द्वारा बड़े पैमाने पर समानांतर जीआईएसएएक्सएस सिमुलेशन कोड वैज्ञानिक तकनीक न्यूट्रॉन स्कैटरिंग नैनोटेक्नोलॉजी