AFM বনাম SEM
ছোট বিশ্ব অন্বেষণ করা প্রয়োজন, ন্যানো প্রযুক্তি, মাইক্রোবায়োলজি এবং ইলেকট্রনিক্সের মতো নতুন প্রযুক্তির সাম্প্রতিক বিকাশের সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে। যেহেতু মাইক্রোস্কোপ হল এমন একটি টুল যা ছোট বস্তুর বৃহত্তর চিত্র সরবরাহ করে, তাই রেজোলিউশন বাড়ানোর জন্য মাইক্রোস্কোপির বিভিন্ন কৌশল বিকাশের জন্য প্রচুর গবেষণা করা হয়। যদিও প্রথম মাইক্রোস্কোপ একটি অপটিক্যাল সমাধান যেখানে লেন্সগুলি চিত্রগুলিকে বড় করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল, বর্তমান উচ্চ রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপগুলি বিভিন্ন পদ্ধতি অনুসরণ করে। স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (SEM) এবং অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপ (AFM) এই ধরনের দুটি ভিন্ন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে।
এটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপ (AFM)
AFM নমুনার পৃষ্ঠ স্ক্যান করার জন্য একটি টিপ ব্যবহার করে এবং পৃষ্ঠের প্রকৃতি অনুসারে টিপ উপরে এবং নীচে যায়। এই ধারণাটি যেভাবে একজন অন্ধ ব্যক্তি সমস্ত পৃষ্ঠের উপর আঙ্গুল চালিয়ে একটি পৃষ্ঠকে বুঝতে পারে তার অনুরূপ। AFM প্রযুক্তি 1986 সালে গার্ড বিনিগ এবং ক্রিস্টোফ গারবার দ্বারা চালু করা হয়েছিল এবং এটি 1989 সাল থেকে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ ছিল।
টিপটি হীরা, সিলিকন এবং কার্বন ন্যানোটিউবের মতো উপকরণ দিয়ে তৈরি এবং একটি ক্যান্টিলিভারের সাথে সংযুক্ত। ইমেজিংয়ের রেজোলিউশন বেশি টিপ ছোট। বর্তমান AFM-এর বেশিরভাগের একটি ন্যানোমিটার রেজোলিউশন রয়েছে। ক্যান্টিলিভারের স্থানচ্যুতি পরিমাপের জন্য বিভিন্ন ধরনের পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। সর্বাধিক সাধারণ পদ্ধতি হল একটি লেজার রশ্মি ব্যবহার করা যা ক্যান্টিলিভারের উপর প্রতিফলিত হয় যাতে প্রতিফলিত রশ্মির বিচ্যুতিটি ক্যান্টিলিভার অবস্থানের পরিমাপ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে৷
যেহেতু AFM যান্ত্রিক প্রোব ব্যবহার করে পৃষ্ঠকে অনুভব করার পদ্ধতি ব্যবহার করে, তাই এটি সমস্ত পৃষ্ঠতল পরীক্ষা করে নমুনার একটি 3D চিত্র তৈরি করতে সক্ষম। এটি ব্যবহারকারীদের টিপ ব্যবহার করে নমুনা পৃষ্ঠের পরমাণু বা অণুগুলিকে ম্যানিপুলেট করতে সক্ষম করে৷
স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (SEM)
SEM ইমেজ করার জন্য আলোর পরিবর্তে একটি ইলেক্ট্রন বিম ব্যবহার করে। এটির ক্ষেত্রে একটি বড় গভীরতা রয়েছে যা ব্যবহারকারীদের নমুনা পৃষ্ঠের আরও বিশদ চিত্র পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম করে। একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেম ব্যবহার করায় AFM-এর ম্যাগনিফিকেশনের পরিমাণে আরও বেশি নিয়ন্ত্রণ রয়েছে৷
এসইএম-এ, ইলেকট্রনের রশ্মি একটি ইলেকট্রন বন্দুক ব্যবহার করে উত্পাদিত হয় এবং এটি একটি শূন্যস্থানে রাখা মাইক্রোস্কোপ বরাবর একটি উল্লম্ব পথ দিয়ে যায়। লেন্স সহ বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি নমুনায় ইলেক্ট্রন বিমকে ফোকাস করে। একবার ইলেক্ট্রন বিম নমুনা পৃষ্ঠে আঘাত করলে, ইলেকট্রন এবং এক্স-রে নির্গত হয়। এই নির্গমনগুলি সনাক্ত করা হয় এবং বিশ্লেষণ করা হয় যাতে পর্দায় বস্তুগত চিত্র স্থাপন করা হয়। SEM এর রেজোলিউশন ন্যানোমিটার স্কেলে এবং এটি বীমের শক্তির উপর নির্ভর করে।
যেহেতু এসইএম ভ্যাকুয়ামে চালিত হয় এবং ইমেজিং প্রক্রিয়ায় ইলেকট্রনও ব্যবহার করে, তাই নমুনা তৈরিতে বিশেষ পদ্ধতি অনুসরণ করা উচিত।
1935 সালে ম্যাক্স নল দ্বারা প্রথম পর্যবেক্ষণ করার পর থেকে এসইএম-এর একটি খুব দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে। প্রথম বাণিজ্যিক এসইএম 1965 সালে উপলব্ধ ছিল।
AFM এবং SEM এর মধ্যে পার্থক্য
1. SEM ইমেজ করার জন্য একটি ইলেক্ট্রন রশ্মি ব্যবহার করে যেখানে AFM যান্ত্রিক অনুসন্ধান ব্যবহার করে পৃষ্ঠকে অনুভব করার পদ্ধতি ব্যবহার করে।
2. AFM পৃষ্ঠের 3-মাত্রিক তথ্য প্রদান করতে পারে যদিও SEM শুধুমাত্র একটি 2-মাত্রিক চিত্র দেয়।
৩. AFM-এ নমুনার জন্য SEM-এর মতো কোনো বিশেষ চিকিৎসা নেই যেখানে ভ্যাকুয়াম পরিবেশ এবং ইলেক্ট্রন রশ্মির কারণে অনেক প্রাক-চিকিৎসা অনুসরণ করতে হয়।
৪. SEM AFM এর তুলনায় একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা বিশ্লেষণ করতে পারে।
৫. SEM AFM এর চেয়ে দ্রুত স্ক্যান করতে পারে।
৬. যদিও SEM শুধুমাত্র ইমেজিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে AFM ইমেজিং ছাড়াও অণুগুলিকে ম্যানিপুলেট করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
7. SEM যেটি 1935 সালে প্রবর্তিত হয়েছিল তার সাম্প্রতিক (1986 সালে) AFM প্রবর্তনের তুলনায় অনেক দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে৷
