स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी(SEM) किसी नमूने की उच्च-परिभाषा, आवर्धित, द्वि-आयामी छवियां उत्पन्न करने के लिए उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के एक केंद्रित बीम का उपयोग करता है। इस प्रयोजन के लिए, इलेक्ट्रॉन किरण को ठोस नमूना सतह के चयनित भागों पर निर्देशित किया जाता है। बीम के इलेक्ट्रॉनों और नमूने के बीच परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप विभिन्न सिग्नल उत्पन्न होते हैं। इन संकेतों को रिकॉर्ड किया जाता है और डिजिटल प्रारूप में छवियों का उत्पादन करने के लिए आगे संसाधित किया जाता है। इसका उपयोग किसी नमूने की आंतरिक संरचना, नमूने की बाहरी बनावट, पदार्थ की रासायनिक संरचना और नमूना बनाने वाले तत्वों के अभिविन्यास और व्यवस्था जैसी जानकारी प्रकट करने के लिए किया जा सकता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप पहली बार 1937 में जर्मन शोधकर्ता, व्यावहारिक भौतिक विज्ञानी और आविष्कारक मैनफ्रेड वॉन आर्डेन द्वारा बनाया गया था। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी को स्कैन करने के लिए आवर्धन आमतौर पर 20X से लेकर लगभग 30,{6}}X तक होता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का स्थानिक रिज़ॉल्यूशन 50 से 100 एनएम तक होता है।
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स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप काम कर रहा है
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के अनुप्रयोग
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लाभ
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के नुकसान
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप काम कर रहा है
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का काम अक्सर नमूने की सतह से टकराने के बाद परावर्तित इलेक्ट्रॉनों का पता लगाने पर निर्भर करता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का मुख्य घटक इलेक्ट्रॉन स्रोत है। आमतौर पर, अधिकांश स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में, एक गर्म टंगस्टन तार का उपयोग इलेक्ट्रॉन स्रोत के रूप में किया जाता है। यहां, गर्मी इलेक्ट्रॉनों को अधिक ऊर्जा प्रदान करती है, उन्हें एक विशिष्ट दिशा में निर्देशित करती है और इलेक्ट्रॉनों की एक केंद्रित किरण बनाती है। एनोड, या धनात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड प्लेट, इलेक्ट्रॉन स्रोत और संधारित्र के बीच मौजूद होती है। एनोड का मुख्य उद्देश्य इलेक्ट्रॉनों को विक्षेपित करना और उन्हें एक पतली, एकल सीधी रेखा में संरेखित करना है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों पर ऋणात्मक आवेश होता है और एनोड प्लेट पर धनात्मक आवेश होता है। स्कैन कॉइल और ऑब्जेक्टिव लेंस कंडेनसर के नीचे स्थित होते हैं। स्रोत द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन किरण कंडेनसर, स्कैनिंग कॉइल और ऑब्जेक्टिव लेंस से होकर गुजरती है। जब इलेक्ट्रॉन किरण में मौजूद इलेक्ट्रॉन नमूने से टकराते हैं, तो वे यादृच्छिक रूप से परावर्तित होते हैं और सभी दिशाओं में बिखर जाते हैं। इसे इलेक्ट्रॉन पलायन कहा जाता है, और यह उपयोगकर्ता को बिखरे हुए और बरकरार इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बीच संबंध स्थापित करने में मदद करता है। इलेक्ट्रॉन-नमूना इंटरैक्शन और इलेक्ट्रॉन पलायन से उत्पन्न संकेतों का डिटेक्टर द्वारा पता लगाया जाता है। डिटेक्टर भी सेंसर से जुड़ा है। नमूनों में आमतौर पर उभार और घाटियाँ होती हैं। जब इलेक्ट्रॉन किसी नमूने के ऊबड़-खाबड़ क्षेत्रों से टकराते हैं, तो अधिक इलेक्ट्रॉन भागने लगते हैं, जबकि जब इलेक्ट्रॉन घाटियों से टकराते हैं, तो अपेक्षाकृत कम इलेक्ट्रॉन परावर्तित होने और भागने में सफल होते हैं।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप काम कर रहा है
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के अनुप्रयोग
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग जीव विज्ञान, फार्मास्युटिकल उद्योग, विनिर्माण, भौतिकी प्रयोगशालाओं और अन्य सहित कई क्षेत्रों में एक विश्लेषणात्मक उपकरण के रूप में किया जाता है। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के कुछ मुख्य उपयोग हैं:
1. बिंदु रासायनिक विश्लेषण के लिए ऊर्जा फैलाने वाले एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर के साथ स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
2. सेलुलर स्तर पर सूक्ष्मजीवों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए मुख्य रूप से जैविक प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है।
3. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के उद्योग में कई अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग ठोस वस्तुओं की सतह का अध्ययन करने और विभिन्न तत्वों में परमाणुओं के वितरण का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है।
4. ब्यूटीशियन कॉस्मेटिक अवयवों के सूक्ष्म विवरणों का विश्लेषण करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हैं।
5. विनिर्माण तैयार उत्पादों में संदूषकों और अशुद्धियों को देखने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करता है।
6. विभिन्न उद्योगों में गुणवत्ता नियंत्रण विभाग विशिष्ट पदार्थों की शुद्धता निर्धारित करने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, फार्मास्युटिकल उद्योग उनका उपयोग यह परीक्षण करने के लिए करता है कि दवाएं, दवाएं और अन्य उत्पाद अच्छे हैं या बुरे।
7. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग क्रिस्टल संरचनाओं की स्पष्ट रूप से आवर्धित छवियां प्रदान करके तत्वों के गुणात्मक रासायनिक विश्लेषण के लिए भी किया जाता है।
8. नैनोटेक्नोलॉजी जैसे संबंधित क्षेत्रों में स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के काफी फायदे हैं। यह 50 एनएम से अधिक आयाम वाली वस्तुओं की सटीक माप और विस्तृत छवियां प्रदान करता है।
9. बहु-चरण नमूनों के विभिन्न चरणों को अलग करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
10. कुछ स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप विवर्तनिक बैकस्कैटर वाले इलेक्ट्रॉन डिटेक्टरों से सुसज्जित होते हैं, जो पदार्थों की सूक्ष्म संरचना और क्रिस्टल अभिविन्यास की जांच और निर्धारण करने में मदद करते हैं।
11. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग अक्सर वस्तुओं की उच्च-परिभाषा छवियां बनाने के लिए किया जाता है जो यौगिकों में स्थानिक परिवर्तन दिखा सकते हैं।
12. जब किसी नमूने पर चयनित स्पॉट स्थानों का विश्लेषण आवश्यक हो तो स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी को आमतौर पर प्राथमिकता दी जाती है।
13. आमतौर पर चिकित्सा क्षेत्र में त्वचा और शरीर के अंगों के साथ बैक्टीरिया की बातचीत का निरीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है। इससे डॉक्टरों को जीवाणु रोग की प्रकृति निर्धारित करने और उपचार ढूंढने में मदद मिलती है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लाभ
अन्य सूक्ष्मदर्शी की तुलना में स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के बहुत फायदे हैं। इनमें से कुछ फायदे नीचे सूचीबद्ध हैं:
1. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप उपयोगकर्ता के अनुकूल और उपयोग में आसान हैं।
2. वे डिजिटल प्रारूप में परिणाम तैयार कर सकते हैं।
3. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से परिणाम जल्दी मिल सकते हैं, यानी कुछ ही मिनटों में डेटा प्राप्त किया जा सकता है।
4. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए न्यूनतम नमूना तैयार करने की आवश्यकता होती है।
5. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के रिज़ॉल्यूशन में काफी सुधार हुआ है।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के नुकसान
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की कुछ सीमाएँ और नुकसान हैं। उनमें से कुछ इस प्रकार हैं:
1. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप अपेक्षाकृत महंगे हैं।
2. कुछ सूक्ष्मदर्शी को उपयोग से पहले कुछ विशेष शर्तों को पूरा करना होगा। उदाहरण के लिए, कमरा कंपन और विद्युत चुम्बकीय विकिरण से मुक्त होना चाहिए।
3. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की एक बड़ी संरचना होती है।
4. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के सामान्य संचालन के लिए लगातार वोल्टेज स्तर बनाए रखा जाना चाहिए। वोल्टेज आयाम को स्थिर मान पर ठीक करने के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी या वोल्टेज नियामक की आवश्यकता हो सकती है।
5. इस प्रकार का माइक्रोस्कोप शीतलन प्रणाली से सुसज्जित होना चाहिए।
6. नमूना इतना छोटा होना चाहिए कि माइक्रोस्कोप कक्ष में फिट हो सके। नमूने का क्षैतिज आयाम 10 सेमी से अधिक नहीं होना चाहिए, जबकि ऊर्ध्वाधर आयाम अधिक प्रतिबंधित हैं और 40 मिमी से कम होना चाहिए।
7. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके जांच किए जाने वाले नमूने ठोस होने चाहिए। गीले नमूने उपयुक्त नहीं हैं और उन्हें पहले विस्फोटित करने की आवश्यकता है।
8. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग हाइड्रोजन, हीलियम और लिथियम जैसी हल्की सामग्री के लिए नहीं किया जा सकता है।
9. स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की सहायता से एक इन्सुलेटर नमूने का अध्ययन करने के लिए, इसकी सतह पर एक प्रवाहकीय कोटिंग लगाई जाती है। हालाँकि, यदि डिवाइस कम वैक्यूम मोड में काम करने में सक्षम है तो इसे नजरअंदाज किया जा सकता है।
10. जीवित नमूनों को स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की सहायता से स्कैन नहीं किया जा सकता है।
