Field-emission microscopy
புலம்-உமிழ்வு நுண்ணோக்கி (FEM) என்பது ஒரு பகுப்பாய்வு நுட்பமாகும், இது பொருள் அறிவியலில் ஊசி உச்சிகளின் மேற்பரப்புகளை ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. 1936 ஆம் ஆண்டில் எர்வின் வில்ஹெல்ம் முல்லர் என்பவரால் FEM கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மேலும் இது அணுத் தீர்மானத்தை அணுகக்கூடிய முதல் மேற்பரப்பு பகுப்பாய்வு கருவிகளில் ஒன்றாகும். நுண்ணோக்கி நுட்பங்கள் ஒரு முனை உச்சியின் மேற்பரப்பின் பெரிதாக்கப்பட்ட உண்மையான-விண்வெளி படங்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பொதுவாக, நுண்ணோக்கி தகவல் மேற்பரப்பு படிகவியல் (அதாவது, மேற்பரப்பில் அணுக்கள் எவ்வாறு ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளன) மற்றும் மேற்பரப்பு உருவவியல் (அதாவது, மேற்பரப்பை உருவாக்கும் நிலப்பரப்பு அம்சங்களின் வடிவம் மற்றும் அளவு) ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. புலம்-உமிழ்வு நுண்ணோக்கி (FEM) 1936 இல் எர்வின் முல்லர் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. FEM இல், புல எலக்ட்ரான் உமிழ்வின் நிகழ்வு மேற்பரப்பில் உள்ள பல்வேறு படிகவியல் விமானங்களின் வேலை செயல்பாட்டில் உள்ள வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் டிடெக்டரில் ஒரு படத்தைப் பெற பயன்படுத்தப்பட்டது. அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு ஒரு புலம்-உமிழ்வு நுண்ணோக்கி ஒரு கூர்மையான முனை போன்ற வடிவத்தில் ஒரு உலோக மாதிரி மற்றும் ஒரு அல்ட்ரா-ஹை வெற்றிட அறைக்குள் மூடப்பட்ட ஒரு ஒளிரும் திரை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக, இந்த நுண்ணோக்கியில் பயன்படுத்தப்படும் முனை ஆரம் 100 நானோமீட்டர் வரிசையில் உள்ளது, மேலும் இது டங்ஸ்டன் போன்ற அதிக உருகுநிலை கொண்ட உலோகத்தால் ஆனது. இந்த மாதிரி ஃப்ளோரசன்ட் திரையுடன் ஒப்பிடுகையில் ஒரு பெரிய எதிர்மறை ஆற்றலில் (1-10 kV) வைக்கப்படுகிறது, இது 2-7 x 109 V/m இன் முனை உச்சிக்கு அருகில் ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த மின்சார புலம் எலக்ட்ரான்களின் புலம் உமிழ்வை இயக்குகிறது. புலம்-உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்கள் புலக் கோடுகள் வழியாக பயணிக்கின்றன மற்றும் ஒளிரும் திரையில் பிரகாசமான மற்றும் இருண்ட திட்டுகளை உருவாக்குகின்றன, இது அரைக்கோள உமிழ்ப்பாளரின் படிக தளங்களுடன் ஒன்றுக்கு ஒன்று தொடர்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. ஃபோலர்-நார்த்ஹைம் சமன்பாட்டைப் பின்பற்றி, உமிழ்வு மின்னோட்டம் உள்ளூர் வேலை செயல்பாட்டிற்கு ஏற்ப வலுவாக மாறுபடுகிறது. எனவே, FEM படம் உமிழ்ப்பான் மேற்பரப்பின் திட்டமிடப்பட்ட வேலை செயல்பாட்டு வரைபடத்தை பிரதிபலிக்கிறது. பொதுவாக, அணுவியல் ரீதியாக கரடுமுரடான மேற்பரப்புகள் நெருக்கமாக நிரம்பிய மேற்பரப்புகளை விட குறைந்த வேலை செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, இதன் விளைவாக படத்தில் பிரகாசமான பகுதிகள் உள்ளன. சுருக்கமாக, திரையின் தீவிர மாறுபாடுகள் முனை உச்சியின் மேற்பரப்பின் வேலை செயல்பாட்டு வரைபடத்துடன் ஒத்திருக்கின்றன. உருப்பெருக்கம் விகிதத்தால் வழங்கப்படுகிறது, முனை உச்ச ஆரம் எங்கே, மற்றும் முனை-திரை தூரம். 105 என்ற வரிசையின் நேரியல் உருப்பெருக்கங்கள் அடையப்படுகின்றன. FEM நுட்பம் சுமார் 1-2 nm இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், 1 நானோமீட்டர் அளவு கொண்ட ஒரு துகள் ஒரு முனை உச்சியில் வைக்கப்பட்டால், உருப்பெருக்கம் 20 காரணி அதிகரிக்கலாம், மேலும் இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் தோராயமாக 0.3 நானோமீட்டராக மேம்படுத்தப்படும். ஒற்றை மூலக்கூறு எலக்ட்ரான் உமிழ்ப்பாளர்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த சூழ்நிலையை அடைய முடியும், மேலும் FEM ஐப் பயன்படுத்தி ஒற்றை ஃபுல்லிரீன் மூலக்கூறுகளில் மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதைகளை அவதானிக்க முடியும். FEM இன் பயன்பாடு ஒரு கூர்மையான முனையின் வடிவத்தில் புனையக்கூடிய பொருட்களால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அதிக நிலைமின்னியல் புலங்களை பொறுத்துக்கொள்ள முடியும். இந்த காரணங்களுக்காக, அதிக உருகும் வெப்பநிலைகளைக் கொண்ட ஒளிவிலகல் உலோகங்கள் (எ. கா., டபிள்யூ, மோ, பிடி, ஐஆர்) எஃப்இஎம் சோதனைகளுக்கான வழக்கமான பொருள்களாகும். கூடுதலாக, உறிஞ்சுதல் செயல்முறையுடன் தொடர்புடைய வேலை-செயல்பாட்டு மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி, உறிஞ்சுதல் மற்றும் மேற்பரப்பு பரவல் செயல்முறைகளைப் படிக்க FEM பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும் காண்க அணு ஆய்வு எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி புலம் அயன் நுண்ணோக்கி மேற்பரப்பு பகுப்பாய்வு முறைகளின் பட்டியல் குறிப்புகள் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி நுட்பங்கள் நுண்ணோக்கி அறிவியல் நுட்பங்கள்