Grazing-incidence small-angle scattering
چراگاہ واقع چھوٹے زاویے کا بکھرنا (جی آئی ایس اے ایس) ایک بکھرنے کی تکنیک ہے جو نینو ساختہ سطحوں اور پتلی فلموں کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ بکھرے ہوئے تحقیقات یا تو فوٹون (چرانے کے واقعے چھوٹے زاویہ ایکس رے بکھرنے، GISAXS) یا نیوٹرون (چرانے کے واقعے چھوٹے زاویہ نیوٹرون بکھرنے، GISANS) ہیں۔ جی آئی ایس اے ایس چھوٹے زاویے کے بکھرنے کے قابل رسائی لمبائی کے پیمانوں (ایس اے ایس: ایس اے ایکس ایس یا ایس اے این ایس) اور چرانے کے واقعات کے انحراف (جی آئی ڈی) کی سطح کی حساسیت کو یکجا کرتا ہے۔ ایپلی کیشنز جی آئی ایس اے ایس کا ایک عام اطلاق پتلی فلموں میں نینو اسکیل پر سیلف اسمبلی اور سیلف آرگنائزیشن کی خصوصیت ہے۔ جی آئی ایس اے ایس کے ذریعہ مطالعہ کیے گئے نظاموں میں کوانٹم ڈاٹ صف، ان سیٹو نمو کے دوران بننے والی نمو کی عدم استحکام، بلاک کوپولیمرز، سلیکا میسوفیسز اور نینو پارٹیکلز کی پتلی فلموں میں خود منظم نینو اسٹرکچر شامل ہیں۔ GISAXS کو لیون اور کوہن نے شیشے کی سطح پر جمع سونے کے گیلا ہونے کا مطالعہ کرنے کے لیے متعارف کرایا تھا۔ اس تکنیک کو نوڈن اور ساتھی کارکنوں نے سطحوں پر اور دفن انٹرفیس میں دھات کے مجموعوں کا مطالعہ کرنے کے لیے مزید تیار کیا تھا۔ نینو سائنس کی آمد کے ساتھ دیگر ایپلی کیشنز تیزی سے تیار ہوئیں، پہلے سخت مادے میں جیسے سیمی کنڈکٹر کی سطحوں پر کوانٹم ڈاٹس کی خصوصیت اور آکسائڈ کی سطحوں پر دھات کے ذخائر کی ان سیٹو خصوصیت۔ اس کے بعد جلد ہی نرم مادے کے نظام جیسے الٹرا تھین پولیمر فلمیں، پولیمر مرکب، بلاک کوپولیمر فلمیں اور دیگر خود منظم نینو ساختہ پتلی فلمیں آئیں جو نینو سائنس اور ٹیکنالوجی کے لیے ناگزیر ہو گئی ہیں۔ جی آئی ایس اے ایس کے مستقبل کے چیلنجز حیاتیاتی ایپلی کیشنز میں ہو سکتے ہیں، جیسے پروٹین، پیپٹائڈز، یا سطحوں سے منسلک وائرس یا لپڈ تہوں میں۔ تشریح ایک ہائبرڈ تکنیک کے طور پر، جی آئی ایس اے ایس ٹرانسمیشن سمال اینگل سکٹرینگ (ایس اے ایس)، چرانے کے واقعے کے انحراف (جی آئی ڈی)، اور ڈفیوز ریفلیکٹومیٹری کے تصورات کو یکجا کرتا ہے۔ ایس اے ایس سے یہ شکل کے عوامل اور ساخت کے عوامل کا استعمال کرتا ہے۔ جی آئی ڈی سے یہ سبسٹریٹ اور فلم کے اہم زاویوں کے قریب بکھرے ہوئے جیومیٹری کا استعمال کرتا ہے، اور بکھرے ہوئے کے دو جہتی کردار، سطح پر عمودی بکھرے ہوئے شدت کی پھیلی ہوئی سلاخوں کو جنم دیتا ہے۔ ڈفیوز (آف-سپیکولر) ریفلیکٹومیٹری کے ساتھ یہ نمونے کے نازک زاویے پر یونڈا/وینارڈ چوٹی جیسے مظاہر کا اشتراک کرتا ہے، اور بکھرنے کا نظریہ، مسخ شدہ لہر بورن تخمینہ (ڈی ڈبلیو بی اے)۔ تاہم، جب کہ پھیلی ہوئی عکاسی اتفاقیہ طیارہ تک محدود رہتی ہے (اتفاقیہ بیم اور سطح نارمل کے ذریعہ دیا گیا طیارہ)، جی آئی ایس اے ایس سطح سے تمام سمتوں میں پورے بکھرنے کی کھوج کرتا ہے، عام طور پر ایک ایریا ڈیٹیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے۔ اس طرح جی آئی ایس اے ایس پس منظر اور عمودی ڈھانچوں کی ایک وسیع رینج تک رسائی حاصل کرتا ہے اور، خاص طور پر، سطح پر یا پتلی فلم کے اندر نینو اسکیل اشیاء کی مورفولوجی اور ترجیحی صف بندی کے لیے حساس ہے۔ ڈی ڈبلیو بی اے کے ایک خاص نتیجے کے طور پر، پتلی فلم کے مطالعے کے معاملے میں ایکس رے یا نیوٹرون کے اضطراب کو ہمیشہ مدنظر رکھنا پڑتا ہے، اس حقیقت کی وجہ سے کہ بکھرے ہوئے زاویہ چھوٹے ہوتے ہیں، اکثر 1 ڈگری سے کم ہوتے ہیں۔ اضطراب کی اصلاح سبسٹریٹ کے حوالے سے بکھرنے والے ویکٹر کے عمودی جزو پر لاگو ہوتی ہے جبکہ متوازی جزو غیر متاثر ہوتا ہے۔ اس طرح متوازی بکھرنے کی تشریح اکثر ایس اے ایس کے حرکی نظریہ کے اندر کی جا سکتی ہے، جبکہ اضطراری اصلاحات بکھرنے والی تصویر کے عمودی کٹوتیوں کے ساتھ بکھرنے پر لاگو ہوتی ہیں، مثال کے طور پر بکھرنے والی چھڑی کے ساتھ۔ جی آئی ایس اے ایس امیجز کی تشریح میں لو زیڈ فلموں کے بکھرنے میں کچھ پیچیدگی پیدا ہوتی ہے۔ سلکان ویفرز پر نامیاتی مواد، جب واقعے کا زاویہ فلم اور سبسٹریٹ کے اہم زاویوں کے درمیان ہوتا ہے۔ اس صورت میں، سبسٹریٹ سے عکاسی شدہ بیم میں واقع بیم کی طرح ہی طاقت ہوتی ہے اور اس طرح فلم کے ڈھانچے سے عکاسی شدہ بیم سے بکھرنا عمودی سمت میں بکھرنے کی خصوصیات کو دوگنا کر سکتا ہے۔ اس کے ساتھ ساتھ براہ راست اور عکاسی شدہ بیم سے بکھرنے کے درمیان مداخلت کا مکمل حساب ڈی ڈبلیو بی اے بکھرنے کے نظریہ سے لگایا جا سکتا ہے۔ یہ پیچیدگیاں اکثر اس حقیقت سے دور ہوتی ہیں کہ بکھرنے کی شدت میں متحرک اضافہ اہم ہے۔ سیدھے بکھرے ہوئے جیومیٹری کے ساتھ مل کر، جہاں تمام متعلقہ معلومات ایک بکھرے ہوئے تصویر میں موجود ہوتی ہیں، ان سیٹو اور ریئل ٹائم تجربات کو آسان بنایا جاتا ہے۔ خاص طور پر ایم بی ای کی ترقی کے دوران خود تنظیم اور سالوینٹ بخارات کے زیر اثر بلاک کوپولیمر فلموں میں تنظیم نو کے عمل کو سیکنڈ سے لے کر منٹ تک کے متعلقہ اوقات پر نمایاں کیا گیا ہے۔ بالآخر وقت کا حل ایک تصویر جمع کرنے کے لیے ضروری نمونوں پر ایکس رے کے بہاؤ اور ایریا ڈیٹیکٹر کے پڑھنے کے وقت کے ذریعے محدود ہوتا ہے۔ تجرباتی مشق بہت سے سنکروٹران روشنی کے ذرائع (مثال کے طور پر ایس ایس آر ایل، اے پی ایس، سی ایچ ای ایس ایس، ای ایس آر ایف، ایچ اے ایس ایل اے بی، این ایس ایل ایس، پوہانگ لائٹ سورس) اور ایل بی این ایل میں ایڈوانسڈ لائٹ سورس پر وقف یا جزوی طور پر وقف جی آئی ایس اے ایکس ایس بیم لائنز موجود ہیں۔ نیوٹرون تحقیقی سہولیات میں، جی آئی ایس اے این ایس کا تیزی سے استعمال ہوتا ہے، عام طور پر چھوٹے زاویے (ایس اے این ایس) کے آلات یا ریفلیکٹومیٹر پر۔ جی آئی ایس اے ایس کو پتلی فلم جمع کرنے کی تکنیکوں کے علاوہ کسی مخصوص نمونے کی تیاری کی ضرورت نہیں ہے۔ فلم کی موٹائی چند این ایم سے لے کر کئی 100 این ایم تک ہو سکتی ہے، اور اس طرح کی پتلی فلمیں اب بھی ایکس رے بیم کے ذریعے مکمل طور پر گھس جاتی ہیں۔ فلم کی سطح، فلم کا اندرونی حصہ، نیز سبسٹریٹ-فلم انٹرفیس سبھی قابل رسائی ہیں۔ واقعات کے زاویے کو تبدیل کرکے مختلف شراکتوں کی نشاندہی کی جا سکتی ہے۔ حوالہ جات بیرونی لنکس جی آئی ایس اے ایکس ایس اور جی آئی ڈبلیو اے ایکس ایس ٹیوٹوریل بذریعہ ڈیٹلف اسمیلجیز-اپڈیٹڈ لنک! جی آئی ایس اے ایکس ایس ویکی بذریعہ کیون یاگر ہے جی آئی ایس اے ایکس ایس ماڈلنگ/فٹنگ سافٹ ویئر بذریعہ ریمی لازاری فٹ جی آئی ایس اے ایکس ایس ماڈلنگ/فٹنگ سافٹ ویئر بذریعہ ڈیوڈ بابونو بورن ایم ایل زیڈ گارچنگ ہائی پی جی آئی ایس اے ایکس کے سائنسی کمپیوٹنگ گروپ کے ذریعہ دوبارہ ماڈلنگ اور فٹنگ سافٹ ویئر بڑے پیمانے پر متوازی جی آئی ایس اے ایکس ایس تخروپن کوڈ بذریعہ ایل بی این ایل ایکس رے بکھرے ہوئے سنکروٹرون سے متعلق تکنیکیں سائنسی تکنیک نیوٹرون بکھرے ہوئے نینو ٹیکنالوجی