Field-emission microscopy
فیلڈ ایمیشن مائکروسکوپی (ایف ای ایم) ایک تجزیاتی تکنیک ہے جو مادے کی سائنس میں سوئی کی چوٹیوں کی سطحوں کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ایف ای ایم کو ایرون ولہیم مولر نے 1936 میں ایجاد کیا تھا، اور یہ سطح کے تجزیے کے پہلے آلات میں سے ایک تھا جو قریب جوہری ریزولوشن تک پہنچ سکتا تھا۔ مائکروسکوپی تکنیک کا استعمال ٹپ اپیکس کی سطح کی حقیقی خلائی تصاویر بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، خوردبین کی معلومات کا تعلق سطح کی کرسٹلگرافی (یعنی سطح پر ایٹموں کو کس طرح ترتیب دیا جاتا ہے) اور سطح کی مورفولوجی (یعنی سطح کو بنانے والی ٹپوگرافک خصوصیات کی شکل اور سائز) سے ہوتا ہے۔ فیلڈ ایمیشن مائکروسکوپی (ایف ای ایم) ایرون مولر نے 1936 میں ایجاد کی تھی۔ ایف ای ایم میں، فیلڈ الیکٹران کے اخراج کے رجحان کو سطح پر مختلف کرسٹلگرافک طیاروں کے ورک فنکشن میں فرق کی بنیاد پر ڈٹیکٹر پر ایک تصویر حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ سیٹ اپ اور کام کرنے کا اصول فیلڈ ایمیشن مائکروسکوپ ایک دھاتی نمونے پر مشتمل ہوتا ہے جس کی شکل تیز نوک کی طرح ہوتی ہے اور ایک فلوروسینٹ اسکرین جو الٹرا ہائی ویکیوم چیمبر کے اندر بند ہوتی ہے۔ عام طور پر، اس خوردبین میں استعمال ہونے والا نوک کا رداس 100 این ایم کی ترتیب پر ہوتا ہے، اور یہ اونچے پگھلنے والے نقطہ والی دھات سے بنا ہوتا ہے، جیسے ٹونگسٹن۔ نمونے کو فلوروسینٹ اسکرین کے مقابلے میں ایک بڑی منفی صلاحیت (1-10 kV) پر رکھا جاتا ہے، جو 2-7 x 109 V/m کی چوٹی کے قریب برقی میدان پیدا کرتا ہے۔ یہ برقی میدان الیکٹرانوں کے میدان کے اخراج کو چلاتا ہے۔ میدان سے خارج ہونے والے الیکٹران میدان کی لکیروں کے ساتھ سفر کرتے ہیں اور فلوروسینٹ اسکرین پر روشن اور سیاہ پیچ پیدا کرتے ہیں، جو نصف کرہ نما اخراج کے کرسٹل طیاروں کے ساتھ ایک سے ایک خط و کتابت کی نمائش کرتے ہیں۔ فاؤلر-نورڈہیم مساوات کے بعد، اخراج کرنٹ مقامی ورک فنکشن کے ساتھ مضبوطی سے مختلف ہوتا ہے۔ لہذا، ایف ای ایم امیج ایمیٹر کی سطح کے متوقع ورک فنکشن کے نقشے کی عکاسی کرتی ہے۔ عام طور پر، جوہری طور پر کھردری سطحوں میں قریب سے بھری ہوئی سطحوں کے مقابلے میں کم کام کے افعال ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں تصویر میں روشن علاقے ہوتے ہیں۔ مختصرا، اسکرین کی شدت کے تغیرات ٹپ اپیکس کی سطح کے ورک فنکشن کے نقشے سے مطابقت رکھتے ہیں۔ طول و عرض تناسب کے ذریعہ دیا جاتا ہے، جہاں ٹپ اپیکس ریڈیئس ہے، اور ٹپ اسکرین کا فاصلہ ہے۔ 105 کی ترتیب کی لکیری توسیعات حاصل کی جاتی ہیں۔ ایف ای ایم تکنیک میں تقریبا 1-2 این ایم کا مقامی ریزولوشن ہوتا ہے۔ بہر حال، اگر 1 این ایم کے سائز کے کسی ذرہ کو ٹپ اپیکس پر رکھا جائے، تو وسعت 20 کے عنصر سے بڑھ سکتی ہے، اور مقامی ریزولوشن کو تقریبا 0.3 این ایم تک بڑھا دیا جاتا ہے۔ یہ صورتحال سنگل مالیکیول الیکٹران ایمیٹرز کے استعمال سے حاصل کی جا سکتی ہے، اور ایف ای ایم کا استعمال کرتے ہوئے سنگل فلرین مالیکیولز میں مالیکیولر آربیٹلز کا مشاہدہ کرنا ممکن ہے۔ ایف ای ایم کا اطلاق ان مواد سے محدود ہوتا ہے جو تیز نوک کی شکل میں بنائے جا سکتے ہیں اور اعلی الیکٹروسٹیٹک فیلڈز کو برداشت کر سکتے ہیں۔ ان وجوہات کی بناء پر، اعلی پگھلنے والے درجہ حرارت والی ریفریکٹری دھاتیں (مثال کے طور پر، ڈبلیو، ایم او، پی ٹی، آئی آر) ایف ای ایم تجربات کے لیے روایتی اشیاء ہیں۔ اس کے علاوہ، ایف ای ایم کو جذب اور سطح کے پھیلاؤ کے عمل کا مطالعہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا گیا ہے، جس میں جذب کے عمل سے وابستہ ورک فنکشن میں تبدیلی کا استعمال کیا گیا ہے۔ ایٹم پروب الیکٹران خوردبین فیلڈ آئن خوردبین سطح کے تجزیے کے طریقوں کی فہرست حوالہ جات الیکٹران خوردبین تکنیک خوردبین سائنسی تکنیک