روش هاي شناسايي و آناليز مواد(7)

ميکروسکوپ يون ميداني (FIM)

روش ميکروسکوپيک يون ميداني ( FIM) يک تکنيک تحليلي است که در علم مواد کاربرد دارد . ميکروسکوپ يون ميداني ( FIM) يک نوع ميکروسکوپ است که مي توان از آن براي به دست آوردن تصاويري از نحوه ي قرارگيري اتم ها در قسمت تيز يک سوزن فلزي به دست آورد . اين روش اولين روش است که در آن اتم ها منحصر به فرد با روشي خاص شناسايي مي شوند . [ 17 ]

تاريخچه :

ميکروسکوپ يون ميداني در سال 1951 به وسيله ي دکتر Erwin Mueller ساخته شد .
دکتر Mueller کسي است که قبلاً ميکروسکوپ روشي ميداني ( FEM) را در سال 1936 اختراع کرده بود . اين روش تنها روش تجربي است که قابليت تفکيک پذيري اتم ها را دارد و به وسيله ي آن انسان توانست اتم ها را مشاهده کند . [ 18 ]

قوانين حاکم بر ميکروپسکوپ يون ميداني ( FIM) :

اين دستگاه اين خاصيت را دارد که يک نمونه سوزن شکل تيز دارد که بر روي يک پايه ي عايق الکتريکي نصب مي گردد . اين نمونه در يک دماي پايين ( 20 ـ 100 کلوين ) و در يک محفظه ي مجهز به سيستم خلأ بسيار بالا ( Vltrahigh Va cuum) قرار گرفته است . ( به شکل 1 نگاه کنيد ) .
تصوير يون ميداني از نمونه بر روي يک صفحه ي ميکروکانال ( Microchannel Plate) و يک پرده ي فسفري ايجاد مي شود . که تقريباً در فاصله ي 50 ميلي متري از نمونه تشکيل مي شود . براي توليد تصوير يون ميداني ، مقدار کنترل شده از گاز مولد تصوير نياز است که مقدار آن به سيستم خلأ بستگي دارد .
نوع گاز مولد تصوير نيز به نوع نمونه ي مورد آناليز بستگي دارد . معمولي ترين نوع گازهايي که براي اين منظور کاربرد دارند عبارت از : گاز نئون ، هليوم ، هيدروژن و آرگون .

تصوير يون ميداني به وسيله ي پرتو افکني گاز مولد تصوير بر روي پرده ي فلئورسنت ايجاد مي شود . اتم هاي گاز مولد تصوير ، با اعمال پتانسيل بالا به نمونه ي يونيزه مي شوند . دياگرام چند گانه اي از ايجاد تصوير در شکل 1 آمده است.
اتم هاي گاز مولد تصوير در مجاورت نمونه به علت ميدان بسيار قوي پلاريزه مي شوند سپس در نواحي نوک تپه هاي سطحي نمونه جذب مي شوند . که پس از يک سري از برخوردها با نمونه در هنگامي که اتم هاي گاز مولد تصوير انرژي کينتيکي ( Kineticenergy) خود را از دست داده اند ، اين اتم هاي گاز مولد تصوير به صورت گرمايي دماي برودتي قطعه را اصلاح مي کند . اگر ميدان به اندازه ي کافي بالا باشد ، اين اتم هاي مولد تصوير به صورت ميداني يونيزه گشته ( اين اتم ها به وسيله ي پروسه ي کوانتمي تونلي مکانيکي يونيزه مي گردد ) . يون هاي توليدي به صورت پرتو وار از سطح نمونه به طرف صفحه ي ميکروکانال و پرده ي نمايش خارج مي شوند.

صفحه ي ميکروکانال و پرده ي نمايش :

تصوير تشديد شده ي صفحه ي ميکروکانال در جلوي صفحه ي فسفردار به ازاء هر يون صد و سه يا صد و چهار الکترون ايجاد مي کند . اين الکترون ها به سمت صفحه ي فسفردار شتاب داده مي شوند و بر روي صفحه ي فسفردار تشکيل تصوير مرئي مي دهد . [ 19 ]

پي نوشت :

1 - www.wikipedia.org/characterization
2 ـ کتاب روش هاي شناسايي و آناليز مواد / نويسندگان : دکتر فرهاد گلستاني فرد ـ دکتر محمد علي بهره ور ـ دکتر اسماعيل صلاحي / انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران
3 ـ آشنايي با تجهيزات آزمايشگاهي فناوري نانو / فضاي جهاني / شماره 10 / ويرايش 3 / ستاد نانو دفتر رياست جمهوري / آبان 1384
4 - www.wikipedia.org/optical microscope
5 - www.meleniom.blogfa.com
6 - www.wikipedia.org/microscope
7 - www.daneshnameh.roshd.ir
8 - www.unl.edu.CMRACFemem.html
9-www.wikipedia.org/SEM
10 - www.charfac.umn.eduinstrument-primer/university of Minesotaُs/characterization Facility(char Fac)
11 - www.wikipedia.org/TEM
12 - www.mfa.kfki.hu
13 - Atomic Force Microscope/A Guide tounderstanding and using the AFM/Galloway Group /Spring 2004
14 - www.nobel Prize.org educational-jamesphysics microscopes.com
15 - www.wikipedia.org/STM
16 - www.iap.tuwien.ac.ats urface stm-gallery stm-schematic
17 - www.wikipedia.org/FIM
18 - www.physics.purdue.edunano physlovallfim.html
19 - www.nims.go.jpap fim fim.html.

/س