एक लेख जो आपको स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप के विकास के इतिहास को समझने में मदद करेगा

स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोप (एसपीएम) का इतिहास एक उल्लेखनीय वैज्ञानिक प्रगति है, जो नैनोविज्ञान और नैनो प्रौद्योगिकी की नींव रखती है।SPM के उद्भव और संरक्षण ने न केवल वैज्ञानिकों को परमाणु और आणविक सटीकता के साथ सामग्री का निरीक्षण और हेरफेर करने में सक्षम बनाया हैएसपीएम के विकास में निम्नलिखित महत्वपूर्ण मील के पत्थर हैं:

1981: जर्मन भौतिक विज्ञानी गर्ड बिनिंग और हेनरिक रोहरर ने आईबीएम ज्यूरिख अनुसंधान प्रयोगशाला में स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम) का आविष्कार किया।एसटीएम के आविष्कार से स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी की शुरुआत हुई.^[1]

Binning.

लॉरेल

दुनिया का पहला स्कैनिंग टनेलिंग माइक्रोस्कोप^[2]

1986: बिनिंग और लॉरेल को एसटीएम के आविष्कार के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार प्राप्त हुआ। उनके काम से पता चला कि एसटीएम को परमाणु स्तर के रिज़ॉल्यूशन पर चित्रित किया जा सकता है,पदार्थ की संरचना के बारे में एक नई समझ खोलने.

1989: आईबीएम के वैज्ञानिकों ने एक तकनीक का प्रदर्शन किया है जो अलग-अलग परमाणुओं को हेरफेर करने में सक्षम है। स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप का उपयोग करके उन्होंने निकल के एक ठंडे क्रिस्टल सब्सट्रेट पर 35 अलग-अलग क्सीनन परमाणुओं को व्यवस्थित किया।,यह पहली बार है जब परमाणुओं को एक विमान पर ठीक से तैनात किया गया है।^[3]

35 क्सीनन परमाणुओं के साथ "आईबीएम" की वर्तनी

1986: बिनिंग, केल्विन क्वाटे और क्रिस्टोफ़ गर्बर ने परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) का आविष्कार किया। एएफएम गैर-संवाहक सामग्री पर काम कर सकता है, एसपीएम तकनीक के अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार करता है।[4]एएफएम इमेजिंग के लिए जांच और नमूना सतह के बीच वैन डेर वाल्स बल का उपयोग करता है, और वैक्यूम, हवा और तरल वातावरण में संचालित किया जा सकता है, इसलिए इसका सामग्री विज्ञान और जैविक अनुसंधान में व्यापक अनुप्रयोग है।

पहला परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी

परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी की योजनाबद्ध आरेख

1.चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप (एमएफएम): चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप (एमएफएम) का आविष्कार 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की शुरुआत में किया गया था। चुंबकीय कोटिंग के साथ एक जांच का उपयोग करके,माप जांच नैनोस्केल उच्च संकल्प चुंबकीय डोमेन इमेजिंग प्राप्त करने के लिए नमूना की सतह के साथ बातचीत करता हैयह नवाचार शोधकर्ताओं को सामग्री के चुंबकीय गुणों में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने की अनुमति देता है।

निम्न तापमान उच्च चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय बल माइक्रोस्कोपी द्वारा सूक्ष्म संरचना दोषों पर अध्ययन

2.इलेक्ट्रोस्टैटिक फोर्स माइक्रोस्कोप (ईएफएम): इलेक्ट्रोस्टैटिक फोर्स माइक्रोस्कोप (ईएफएम) का आविष्कार 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की शुरुआत में स्टीफन कल्प्स (स्टीफन कलब) और हॉर्स्ट एफ. फाल्मर (होर्स्ट एफ. हैमन) द्वारा किया गया था।यह चार्ज किए गए जांचों के माध्यम से इलेक्ट्रोस्टैटिक बल परिवर्तनों को मापता है और नैनोस्केल उच्च रिज़ॉल्यूशन विद्युत इमेजिंग का एहसास करता हैईएफएम का व्यापक रूप से अर्धचालक सामग्री, चार्ज भंडारण उपकरणों और नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स के अध्ययन में उपयोग किया जाता है।

निकट-क्षेत्र स्कैनिंग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी (एनएसओएम या एसएनओएम): निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (एनएसओएम) का आविष्कार 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की शुरुआत में एरिक बेत्ज़िग और जॉन ट्रैटमैन ने किया था।एनएसओएम प्रकाश को बहुत छोटे क्षेत्र में सीमित करके और नमूना सतह को स्कैन करके उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल छवियों को कैप्चर करने के लिए एक उप- तरंग दैर्ध्य एपर्चर के साथ एक फाइबर ऑप्टिक जांच का उपयोग करता हैइसका व्यापक रूप से सामग्री विज्ञान, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और अर्धचालक अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।

एनएसओएम के सामान्य सिद्धांत

1.उच्च संकल्प और उच्च संवेदनशीलताः जांच प्रौद्योगिकी, नियंत्रण प्रणाली और डेटा प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एसपीएम के संकल्प और संवेदनशीलता में लगातार सुधार किया जाता है।

2.बहु-कार्यात्मक जांचः विशिष्ट रासायनिक, यांत्रिक, चुंबकीय या यांत्रिक गुणों वाले जांच विकसित किए जाते हैं, जिससे एसपीएम की अधिक विविध विशेषता और हेरफेर की अनुमति मिलती है।

3.मल्टी-मोड इमेजिंगः कई इमेजिंग मोड के साथ संयुक्त, एक साथ नमूना की कई गुण जानकारी प्राप्त की जा सकती है।

स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी के संयुक्त कई मोड

4.वेफर स्तर पर इमेजिंगः एकीकृत सर्किट के पैमाने में नाटकीय वृद्धि के साथ, बड़े नमूनों की इमेजिंग की आवश्यकता होती है।

वेफर पर मशीनीकृत चिप

5.जीव विज्ञान में अनुप्रयोगः एसपीएम का उपयोग जैविक अणुओं और कोशिकाओं के अध्ययन में अधिक से अधिक व्यापक रूप से किया जाता है, जो सीधे जैविक मैक्रोमोलेक्यूल की संरचना और गतिशील प्रक्रिया का निरीक्षण कर सकता है।

स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी की तकनीक अभी भी विकसित हो रही है और नई तकनीकें और अनुप्रयोग उभर रहे हैं।जिगुओ प्रेसिजन इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा विकसित बहुआयामी परमाणु बल माइक्रोस्कोप और वेफर-स्केल परमाणु बल माइक्रोस्कोप बड़े आकार के नमूनों के लक्षणों का समर्थन करते हैं, औरएकीकृत चुंबकीय, पिज़ोइलेक्ट्रिक, स्कैनिंग केल्विन और तरल चरण विश्लेषण कार्य, हैबहुत कम शोर स्तर, और हैडीप लर्निंग के आधार पर बुद्धिमान डाटा प्रोसेसिंग का विश्लेषणभविष्य में उच्च संकल्प पर ध्यान केंद्रित करना जारी रहेगा,वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए तेज इमेजिंग गति और मजबूत बहुआयामी एसपीएम उपकरण अनुसंधान.

बहुआयामी परमाणु बल माइक्रोस्कोप AtomEdge स्वतंत्र रूप से Zhizhen कंपनी द्वारा विकसित