SRAS
எஸ்ஆர்ஏஎஸ் (இடஞ்சார்ந்த ஒலி நிறமாலை) என்பது அழிவற்ற ஒலி நுண்ணோக்கி மைக்ரோஸ்ட்ரக்சரல்-படிகவியல் தன்மை நுட்பமாகும், இது பொதுவாக படிக அல்லது பாலிக்ரிஸ்டலின் பொருட்களின் ஆய்வில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நுட்பம் பொருளின் கட்டமைப்பு மற்றும் படிகவியல் நோக்குநிலை பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும். பாரம்பரியமாக, எஸ்ஆர்ஏஎஸ் வழங்கிய தகவல்கள் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில்-ஈபிஎஸ்டி போன்ற விலகல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்பட்டுள்ளன. இந்த நுட்பம் 2005 ஆம் ஆண்டில் காப்புரிமை பெற்றது. எஸ்ஆர்ஏஎஸ் ஒரு மாதிரியின் குறுக்கே மேற்பரப்பு ஒலி அலை வேகத்தை அளவிடுகிறது, மேற்பரப்பு ஒலி அலை (எஸ்ஏடபிள்யூ) திசைவேகம் என்பது படிகவியல் நோக்குநிலை, நெகிழ்வான மாறிலிகள், வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் போன்ற அளவுருக்கள் உட்பட பொருள் நிலையின் செயல்பாடாகும். அளவீடு ஒரு எஸ்ஆர்ஏஎஸ் அளவீட்டில், பெரும்பாலான லேசர் அல்ட்ராசவுண்ட் நுட்பங்களைப் போலவே, இரண்டு லேசர்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஒன்று ஒலி அலைகளை உருவாக்குவதற்கும் மற்றொன்று இந்த அலைகளை அடுத்தடுத்து கண்டறிவதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. முதலில் ஒலி அலைகளின் தலைமுறையைக் கருத்தில் கொண்டு, ஒரு குறுகிய துடிப்பு பம்ப் லேசரால் (பொதுவாக ~ 1 என்எஸ்) ஒளிரும் ஒளியியல் வீச்சு கிராட்டிங், மாதிரி மேற்பரப்பில் படம்பிடிக்கப்படுகிறது. சம்பவ ஒளி வெப்பமண்டல ரீதியாக உறிஞ்சப்பட்டு, ரேலே அலைகள் போன்ற மேற்பரப்பு ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது. லேசர் துடிப்பு ஒரு பரந்த அளவிலான அதிர்வெண்களைக் கொண்டிருப்பதால், அந்த மாதிரி புள்ளியின் கிராட்டிங் இடைவெளி மற்றும் ஒலி வேகத்துடன் பொருந்தக்கூடிய அதிர்வெண்கள் மட்டுமே உருவாக்கப்படும். இரண்டாவது, தொடர்ச்சியான அலை, லேசரைப் பயன்படுத்தி இந்த மேற்பரப்பு ஒலி அலைகளை பல இன்டர்ஃபெரோமெட்ரி நுட்பங்கள் மூலம் அளவிட முடியும். கண்டறிதல் பொதுவாக ஒளியியல் கற்றை விலகல் மூலம் அடையப்படுகிறது. ரேலே அலைகள் சிதறாதவை என்பதால், ஒலி அலைகளின் கட்ட வேகத்தை மாதிரி மேற்பரப்பில் படம்பிடிக்கப்பட்ட கிராட்டிங் விளிம்புகளுக்கு இடையிலான தூரம் மற்றும் வேகமான ஃபோரியர் உருமாற்றத்தால் காணப்படும் அலை பாக்கெட்டின் மேலாதிக்க அதிர்வெண் ஆகியவற்றைக் கண்டறியலாம். அளவீட்டு ஆய்வுகள் அலை பாக்கெட்டின் அதிர்வெண்ணை ஆராய்வதால், இது பரப்புதல் நீளத்துடன் மாறாது, அளவிடப்பட்ட எஸ். ஏ. டபிள்யூ திசைவேகம் கிராட்டிங் முறை படம்பிடிக்கப்பட்ட பகுதியில் மாதிரியின் பண்புகளால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது பாரம்பரிய விமான அளவீடுகளின் நேரத்தைப் போலல்லாமல் பரவுதல் நீளத்துடன் மாதிரி பண்புகளால் பாதிக்கப்படுகிறது. இது மைக்ரோஸ்ட்ரக்சரின் மாறுபட்ட மற்றும் சிதறல் விளைவுகளுக்கு எஸ். ஆர். ஏ. எஸ் வலுவான மற்றும் நோய் எதிர்ப்பு சக்தியை உருவாக்குகிறது. மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் இமேஜிங் மாதிரியை ராஸ்டர் ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம், மேற்பரப்பு முழுவதும் பல புள்ளிகளில் அளவீடுகளைச் செய்வதன் மூலம், எஸ். ஏ. டபிள்யூ வேகத்தின் பல மெகாபிக்சல் படங்களை உருவாக்க முடியும்-இது வளமான மைக்ரோஸ்ட்ரக்சரல் வரைபடங்களை வழங்குகிறது. ஒரு நல்ல மேற்பரப்பு பூச்சு அளவீடுகள் கொண்ட மாதிரிகளில் சராசரியாக இல்லாமல் செய்யப்படலாம், இது மாதிரிகளை விரைவாக ஸ்கேன் செய்ய அனுமதிக்கிறது. கோட்பாட்டில், பம்ப் லேசரின் மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் விகிதத்தால் மட்டுமே கையகப்படுத்தும் விகிதம் வரையறுக்கப்படுகிறது; நவீன லேசர் மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் விகிதங்கள் 10 கிலோஹெர்ட்ஸ் ஐத் தாண்டலாம். அளவீடுகளுக்கு வெற்றிட அறை அல்லது ஒலி இணைப்பு தேவையில்லை என்பதால், ஸ்கேனிங் நிலைகளின் வரம்பிற்கு அப்பால், மாதிரியின் அளவு குறித்து விசாரிக்க சிறிய கட்டுப்பாடு உள்ளது. பெரும்பாலான பொறியியல் பொருட்களின் நெகிழ்வான அனிசோட்ரோபி என்பது ஒலி பதில் என்பது ஏற்றுதல் திசையின் செயல்பாடாகும். எனவே, SAW திசையின் ஒவ்வொரு பரப்புதல் திசையிலும் ஒரு தனித்துவமான திசைவேக வரைபடம் உள்ளது. தானியங்களுக்கிடையேயான வேறுபாட்டை மேம்படுத்த பல திசைவேக வரைபடங்களை இணைக்க முடியும். நோக்குநிலை வரைபடம் ஒலி அலைகளை பல திசைகளில் பரப்புவதன் மூலம் ஒவ்வொரு பிக்சலுக்கும் ஒலி மெதுவான மேற்பரப்பை தீர்மானிக்க முடியும். பல திசைகளில் எஸ். ஏ. டபிள்யூ வேகத்தை அளவிட்ட பிறகு, இந்த தகவலை படிகவியல் நோக்குநிலையின் அளவீடாக மாற்றுவதே சவால். வேகத்திலிருந்து நோக்குநிலையின் நேரடி கணக்கீடு ஒரு கடினமான சிக்கலாகும். இருப்பினும், முதலில் ஃபர்னெல் கோடிட்டுக் காட்டியபடி, எஸ். ஏ. டபிள்யூ வேகத்தின் செயல்பாடாக எஸ். ஏ. டபிள்யூ வேகத்தின் எண் கணக்கீடு ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது. எனவே, சாத்தியமான மெதுவான மேற்பரப்புகளின் தரவுத்தளத்தை முன்கூட்டியே கணக்கிடலாம் மற்றும் அளவீட்டு மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடலாம். ஒவ்வொரு அளவீட்டு பிக்சலுக்கும் முன்கூட்டியே கணக்கிடப்பட்ட திசைவேக மேற்பரப்பின் நோக்குநிலையால் நோக்குநிலை வழங்கப்படுகிறது, இது அளவிடப்பட்ட தரவுகளுடன் சிறப்பாக பொருந்துகிறது. இந்த வரைபடங்கள் ஆராயப்படும் பொருளின் படிக நோக்குநிலையை இடஞ்சார்ந்த முறையில் விவரிக்க முடியும், மேலும் மைக்ரோடெக்சர் மற்றும் மாதிரி உருவவியல் ஆகியவற்றை ஆராய பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த நுட்பம் எந்த படிக அமைப்புக்கும் பொருந்தும், இருப்பினும் குறுக்கு ஐசோட்ரோபி என்பது டைட்டானியம் போன்ற அறுகோண பொருட்களில் முழு நோக்குநிலையை தீர்மானிக்க முடியாது என்பதாகும். மாதிரியின் கணிக்கப்பட்ட SAW வேகத்தைக் கணக்கிட, பொருட்களின் அடர்த்தி மற்றும் நெகிழ்ச்சி மாறிலிகள் அறியப்பட வேண்டும். நெகிழ்வான மாறிலிகள் பொதுவாக ஒத்ததிர்வு அல்ட்ராசவுண்ட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி போன்ற மீயொலி நுட்பங்களால் அளவிடப்படுகின்றன, பெரும்பாலான பொதுவான பொறியியல் பொருட்களுக்கான நன்கு நிறுவப்பட்ட மதிப்புகளுடன். இருப்பினும், அளவிடப்பட்ட SAW வேகத்திலிருந்து மட்டுமே நெகிழ்வான மாறிலிகள் மற்றும் படிகவியல் நோக்குநிலை ஆகிய இரண்டையும் தீர்மானிக்க முழு தலைகீழ் சிக்கலை முயற்சிக்க முடியும். நோக்குநிலை தரவுகளிலிருந்து, மாதிரியின் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் செயலாக்க வரலாற்றைப் புரிந்துகொள்ள உதவும் ஏராளமான தகவல்களை உருவாக்க முடியும். சமீபத்திய முன்னேற்றங்களில் புரிதல் அடங்கும்ஃ உயர்ந்த வெப்பநிலையில் பெற்றோர் கட்டங்களின் முந்தைய அமைப்பு; இயந்திர சோதனைகளுக்குப் பிறகு சேமிப்பு மற்றும் எஞ்சிய சிதைவு; வீழ்படிவங்கள் மற்றும் தானிய எல்லை தன்மை உள்ளிட்ட பல்வேறு நுண் கட்டமைப்புப் பண்புகளின் எண்ணிக்கை. கரடுமுரடான மேற்பரப்புகள் மென்மையான கண்ணாடி போன்ற மேற்பரப்புகள் ஊக பிரதிபலிப்புகளை வழங்குகின்றன, இது ஒலி அலைகளை எளிதில் கண்டறிய அனுமதிக்கிறது. இருப்பினும், மேற்பரப்புகள் முரட்டுத்தனமாக மாறும்போது பிரதிபலிப்புகள் மேலும் பரவுகின்றன, இதனால் ஒலி அலைகளைக் கண்டறிவது இரண்டு காரணங்களுக்காக மிகவும் சவாலானது. முதலாவதாக, பிரதிபலித்த கற்றை ஒரு கூம்பில் பரவுகிறது, ஏனெனில் இந்த கூம்பு விட்டம் அதிகரிக்கிறது குறைந்த ஒளி அமைப்புக்குத் திரும்புகிறது-கண்டறிதல் செயல்திறன் குறைகிறது. இரண்டாவதாக, டிடெக்டருக்குத் திருப்பித் தரப்படும் ஒளி இனி ஒரு காஸியன் தீவிரத்தை வெளிப்படுத்தாது, அதற்கு பதிலாக குறுக்கிடும் அலை முனைகள் ஒரு சீரற்ற புள்ளி வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. இருப்பினும், பல பொறியியல் செயல்முறைகள் ஒளியியல் ரீதியாக கடினமான மேற்பரப்பை வழங்குகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக சேர்க்கை உற்பத்தி அல்லது ஃபோர்ஜிங், மேலும் அத்தகைய கூறுகளில் அவற்றின் 'உற்பத்தி செய்யப்பட்ட நிலையில்' அளவீடுகளை செய்ய விருப்பம் உள்ளது. இதை அடைய, கடினமான மேற்பரப்புகளுடன் இணக்கமான ஒரு இன்டர்ஃபெரோமெட்ரிக் நுட்பம் தேவைப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஃபேப்ரி-பெரட் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர்-இது இயல்பாகவே ஸ்பெக்கிள், இரண்டு அலை கலவைக்கு சகிப்புத்தன்மை கொண்டது-இது ஸ்பெக்கிள் வடிவத்திற்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்க முடியும், அல்லது ஒரு ஸ்பெக்கிள் கத்தி விளிம்பு கண்டறிதல். இத்தகைய கண்டறிதல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒளியியல் ரீதியாக கடினமான மேற்பரப்புகளில் எஸ். ஆர். ஏ. எஸ் அளவீடுகளைச் செய்ய முடியும். குறிப்புகள் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி படிகவியல் லேசர்கள் அல்ட்ராசவுண்ட்