केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोप: Difference between revisions

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(एसकेपी)
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{{short description|Noncontact variant of atomic force microscopy}}
{{short description|Noncontact variant of atomic force microscopy}}
[[File:Kelvin probe force microscopy.svg|thumb|400px|केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी में, सतह के कार्य समारोह को मैप करने के लिए एक निरंतर ऊंचाई पर एक सतह पर एक कंडक्टिंग कैंटिलीवर स्कैन किया जाता है।]]
[[File:Kelvin probe force microscopy.svg|thumb|400px|केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी में, सतह के कार्य फलन को मानचित्रित करने के लिए एक निरंतर ऊंचाई पर एक सतह पर एक कंडक्टिंग कैंटिलीवर स्कैन किया जाता है।]]
[[File:SKP Typical Instrument2.jpg|thumb|300px|एक विशिष्ट स्कैनिंग केल्विन जांच (एसकेपी) उपकरण। बाईं ओर लॉक-इन एम्पलीफायर और बैकिंग पोटेंशियल कंट्रोलर के साथ कंट्रोल यूनिट है। दाईं ओर वाइब्रेटर, [[ विद्युतमापी ]] और प्रोब माउंटेड के साथ x, y, z स्कैनिंग अक्ष है।]]केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी (केपीएफएम), जिसे सतह संभावित माइक्रोस्कोपी के रूप में भी जाना जाता है, [[परमाणु बल माइक्रोस्कोपी]] (एएफएम) का एक गैर-संपर्क संस्करण है।<ref>{{cite journal|url=http://dns.ntu-ccms.ntu.edu.tw/references/APPL_PHYS_LETT-58-2921-1991.pdf |format=free-download pdf |journal=Appl. Phys. Lett. |year=1991 |title=केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी|volume=58 |page=2921 |doi=10.1063/1.105227 |author1=M. Nonnenmacher |author2=M. P. O'Boyle |author3=H. K. Wickramasinghe |bibcode=1991ApPhL..58.2921N |issue=25 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090920084329/http://dns.ntu-ccms.ntu.edu.tw/references/APPL_PHYS_LETT-58-2921-1991.pdf |archive-date=2009-09-20 }}</ref><ref name="Fujihira1999">{{cite journal|last1=Fujihira|first1=Masamichi|title=केल्विन जांच बल आणविक सतहों की माइक्रोस्कोपी|journal=[[Annual Review of Materials Science]]|volume=29|issue=1|year=1999|pages=353–380|issn=0084-6600|doi=10.1146/annurev.matsci.29.1.353|bibcode = 1999AnRMS..29..353F }}</ref><ref name="MelitzShen2011">{{cite journal|last1=Melitz|first1=Wilhelm|last2=Shen|first2=Jian|last3=Kummel|first3=Andrew C.|last4=Lee|first4=Sangyeob|title=केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी और इसका अनुप्रयोग|journal=Surface Science Reports|volume=66|issue=1|year=2011|pages=1–27|issn=0167-5729|doi=10.1016/j.surfrep.2010.10.001|bibcode = 2011SurSR..66....1M }}</ref> x, y समतल में रेखापुंज स्कैनिंग द्वारा नमूने के कार्य फलन को नमूना विशेषताओं के साथ सहसंबंध के लिए स्थानीय रूप से मैप किया जा सकता है। जब बहुत कम या कोई आवर्धन नहीं होता है, तो इस दृष्टिकोण को स्कैनिंग केल्विन जांच (SKP) के उपयोग के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इन तकनीकों का मुख्य रूप से संक्षारण और [[ कलई करना ]]्स को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
[[File:SKP Typical Instrument2.jpg|thumb|300px|एक विशिष्ट स्कैनिंग केल्विन जांच (एसकेपी) उपकरण। बाईं ओर लॉक-इन एम्पलीफायर और बैकिंग पोटेंशियल कंट्रोलर के साथ कंट्रोल यूनिट है। दाईं ओर वाइब्रेटर, [[ विद्युतमापी ]] और प्रोब माउंटेड के साथ x, y, z स्कैनिंग अक्ष है।]]'''केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी (केपीएफएम)''', जिसे '''सतह क्षमता माइक्रोस्कोपी''' के रूप में भी जाना जाता है, [[परमाणु बल माइक्रोस्कोपी]] (एएफएम) का एक गैर-संपर्क संस्करण है।<ref>{{cite journal|url=http://dns.ntu-ccms.ntu.edu.tw/references/APPL_PHYS_LETT-58-2921-1991.pdf |format=free-download pdf |journal=Appl. Phys. Lett. |year=1991 |title=केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी|volume=58 |page=2921 |doi=10.1063/1.105227 |author1=M. Nonnenmacher |author2=M. P. O'Boyle |author3=H. K. Wickramasinghe |bibcode=1991ApPhL..58.2921N |issue=25 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20090920084329/http://dns.ntu-ccms.ntu.edu.tw/references/APPL_PHYS_LETT-58-2921-1991.pdf |archive-date=2009-09-20 }}</ref><ref name="Fujihira1999">{{cite journal|last1=Fujihira|first1=Masamichi|title=केल्विन जांच बल आणविक सतहों की माइक्रोस्कोपी|journal=[[Annual Review of Materials Science]]|volume=29|issue=1|year=1999|pages=353–380|issn=0084-6600|doi=10.1146/annurev.matsci.29.1.353|bibcode = 1999AnRMS..29..353F }}</ref><ref name="MelitzShen2011">{{cite journal|last1=Melitz|first1=Wilhelm|last2=Shen|first2=Jian|last3=Kummel|first3=Andrew C.|last4=Lee|first4=Sangyeob|title=केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी और इसका अनुप्रयोग|journal=Surface Science Reports|volume=66|issue=1|year=2011|pages=1–27|issn=0167-5729|doi=10.1016/j.surfrep.2010.10.001|bibcode = 2011SurSR..66....1M }}</ref> x, y समतल में रेखापुंज स्कैनिंग द्वारा नमूने के कार्य फलन को नमूना विशेषताओं के साथ सहसंबंध के लिए स्थानीय रूप से मानचित्रित किया जा सकता है। जब बहुत कम या कोई आवर्धन नहीं होता है, तो इस दृष्टिकोण को '''स्कैनिंग केल्विन जांच (एसकेपी)''' का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। इन तकनीकों का उपयोग मुख्य रूप से संक्षारण और [[ कलई करना |कोटिंग्स]] को मापने के लिए किया जाता है।              


केपीएफएम के साथ, सतहों के कार्य समारोह को परमाणु या [[अणु]] पैमाने पर देखा जा सकता है। कार्य फलन कई सतह परिघटनाओं से संबंधित है, जिसमें उत्प्रेरण, सतहों का पुनर्निर्माण, [[ अर्धचालक ]]्स का डोपिंग और बैंड-बेंडिंग, [[ढांकता हुआ]] में चार्ज ट्रैपिंग और [[जंग]] शामिल हैं। KPFM द्वारा निर्मित [[समारोह का कार्य]] का नक्शा एक ठोस की सतह पर स्थानीय संरचनाओं की संरचना और इलेक्ट्रॉनिक स्थिति के बारे में जानकारी देता है।
केपीएफएम के साथ, सतहों के कार्य फलन को परमाणु या [[अणु]] पैमाने पर देखा जा सकता है। कार्य फलन कई सतह परिघटनाओं से संबंधित है, जिसमें उत्प्रेरण, सतहों का पुनर्निर्माण, [[ अर्धचालक |अर्धचालक]] और डोपिंग का बैंड-बेंडिंग, [[ढांकता हुआ|डीइलेक्ट्रिक्स]] में संक्षारण और [[जंग]] शामिल हैं। केपीएफएम द्वारा निर्मित [[समारोह का कार्य|फलन का कार्य]] का नक्शा एक ठोस की सतह पर स्थानीय संरचनाओं की संरचना और इलेक्ट्रॉनिक स्थिति के बारे में जानकारी देता है।                    


== इतिहास ==
== इतिहास ==
एसकेपी तकनीक 1898 में विलियम थॉमसन, प्रथम बैरन केल्विन द्वारा किए गए [[ संधारित्र ]] प्रयोगों पर आधारित है।<ref>{{Cite journal|last=Kelvin|first=Lord|date=1898|title=वी। धातुओं की बिजली से संपर्क करें|journal=The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science|language=en|volume=46|issue=278|pages=82–120|doi=10.1080/14786449808621172|issn=1941-5982|url=https://zenodo.org/record/1653410}}</ref> 1930 के दशक में [[विलियम ज़िसमैन]] ने लॉर्ड केल्विन के प्रयोगों के आधार पर असमान [[धातुओं]] के संपर्क संभावित अंतरों को मापने के लिए एक तकनीक विकसित की।<ref>{{Cite journal|last=Zisman|first=W. A.|title=धातुओं में संपर्क संभावित अंतर को मापने का एक नया तरीका|date=1932|journal=Review of Scientific Instruments|language=en|volume=3|issue=7|pages=367–370|doi=10.1063/1.1748947|bibcode=1932RScI....3..367Z |issn=0034-6748}}</ref>
एसकेपी तकनीक 1898 में लॉर्ड केल्विन द्वारा किए गए समानांतर प्लेट [[ संधारित्र |संधारित्र]] प्रयोगों पर आधारित है।<ref>{{Cite journal|last=Kelvin|first=Lord|date=1898|title=वी। धातुओं की बिजली से संपर्क करें|journal=The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science|language=en|volume=46|issue=278|pages=82–120|doi=10.1080/14786449808621172|issn=1941-5982|url=https://zenodo.org/record/1653410}}</ref> 1930 के दशक में [[विलियम ज़िसमैन]] ने लॉर्ड केल्विन के प्रयोगों के आधार पर एक तकनीक विकसित करने के लिए बनाया है जो असमान [[धातुओं]] के संभावित मतभेदों को मापने के लिए एक तकनीक विकसित करता है।<ref>{{Cite journal|last=Zisman|first=W. A.|title=धातुओं में संपर्क संभावित अंतर को मापने का एक नया तरीका|date=1932|journal=Review of Scientific Instruments|language=en|volume=3|issue=7|pages=367–370|doi=10.1063/1.1748947|bibcode=1932RScI....3..367Z |issn=0034-6748}}</ref>                    
 
 
== कार्य सिद्धांत ==
== कार्य सिद्धांत ==
[[File:SKP Fermi level diagram.png|alt=Diagram of Fermi level changes during scanning Kelvin probe|left|thumb|364x364px स्कैनिंग केल्विन प्रोब (SKP) सैंपल और माप के दौरान प्रोब दिखाए गए हैं। जांच और नमूने के विद्युत कनेक्शन पर उनके [[फर्मी स्तर]] संतुलित होते हैं, और जांच और नमूने पर एक चार्ज विकसित होता है। इस चार्ज को शून्य करने के लिए एक बैकिंग क्षमता लागू की जाती है, नमूना फर्मी स्तर को उसकी मूल स्थिति में लौटाता है।]]एसकेपी में जांच और नमूना एक दूसरे के समानांतर होते हैं और समानांतर प्लेट कैपेसिटर बनाने के लिए विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। जांच को नमूने के लिए एक अलग सामग्री के रूप में चुना गया है, इसलिए प्रत्येक घटक के पास शुरू में एक अलग फर्मी स्तर होता है। जब जांच के बीच विद्युत संबंध बनाया जाता है और नमूना [[इलेक्ट्रॉन]] प्रवाह जांच और नमूने के बीच उच्च से निम्न फर्मी स्तर की दिशा में हो सकता है। यह [[इलेक्ट्रॉन प्रवाह]] जांच और नमूना फर्मी स्तरों के संतुलन का कारण बनता है। इसके अलावा, एक सतह आवेश जांच और नमूने पर विकसित होता है, जिसमें संबंधित संभावित अंतर होता है जिसे संपर्क क्षमता (V<sub>c</sub>). एसकेपी में जांच को नमूने के तल के लम्बवत् कंपनित किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Rohwerder|first1=Michael|last2=Turcu|first2=Florin|date=2007|title=High-resolution Kelvin probe microscopy in corrosion science: Scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) versus classical scanning Kelvin probe (SKP)|journal=Electrochimica Acta|language=en|volume=53|issue=2|pages=290–299|doi=10.1016/j.electacta.2007.03.016}}</ref> यह कंपन जांच में नमूना दूरी में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट का प्रवाह होता है, जो एसी [[साइन लहर]] का रूप ले लेता है। परिणामी एसी साइन लहर [[लॉक-इन एम्पलीफायर]] के उपयोग के माध्यम से डीसी सिग्नल के लिए डिमॉड्यूलेट की जाती है।<ref>{{Cite journal|last1=Cheran|first1=Larisa-Emilia|last2=Johnstone|first2=Sherri|last3=Sadeghi|first3=Saman|last4=Thompson|first4=Michael|date=2007-01-19|title=उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग केल्विन नैनोप्रोब द्वारा कार्य-फ़ंक्शन मापन|journal=Measurement Science and Technology|volume=18|issue=3|pages=567–578|doi=10.1088/0957-0233/18/3/005|bibcode=2007MeScT..18..567C |s2cid=123457387 |issn=0957-0233}}</ref> आम तौर पर उपयोगकर्ता को लॉक-इन एम्पलीफायर द्वारा उपयोग किए जाने वाले सही संदर्भ चरण मान का चयन करना चाहिए। एक बार डीसी क्षमता निर्धारित हो जाने के बाद, एक बाहरी क्षमता, जिसे बैकिंग क्षमता (वी<sub>b</sub>) जांच और नमूने के बीच चार्ज को शून्य करने के लिए लागू किया जा सकता है। जब चार्ज शून्य हो जाता है, तो नमूने का फर्मी स्तर अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इसका मतलब है कि वी<sub>b</sub> -V के बराबर है<sub>c</sub>, जो SKP जांच और मापे गए नमूने के बीच कार्य फलन अंतर है।<ref>{{Cite journal|last1=Surplice|first1=N A|last2=D'Arcy|first2=R J|date=1970|title=कार्य कार्यों को मापने की केल्विन पद्धति की आलोचना|journal=Journal of Physics E: Scientific Instruments|volume=3|issue=7|pages=477–482|doi=10.1088/0022-3735/3/7/201|issn=0022-3735}}</ref>
[[File:SKP Fermi level diagram.png|alt=Diagram of Fermi level changes during scanning Kelvin probe|left|thumb|364x364px स्कैनिंग केल्विन प्रोब (एसकेपी) सैंपल और माप के दौरान प्रोब दिखाए गए हैं। जांच और नमूने के विद्युत कनेक्शन पर उनके [[फर्मी स्तर]] संतुलित होते हैं, और जांच और नमूने पर एक चार्ज विकसित होता है। इस चार्ज को शून्य करने के लिए एक बैकिंग क्षमता लागू की जाती है, नमूना फर्मी स्तर को उसकी मूल स्थिति में लौटाता है।]]एसकेपी में जांच और नमूना एक दूसरे के समानांतर रखे जाते हैं और समानांतर प्लेट संधारित्र बनाने के लिए विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। जांच को नमूने के लिए एक अलग सामग्री के रूप में चुना गया है, इसलिए प्रत्येक घटक शुरू में एक अलग फर्मि स्तर होता है। जब जांच और नमूना [[इलेक्ट्रॉन]] प्रवाह के बीच विद्युत संबंध बनाया जाता है जांच और नमूने के बीच उच्च से निम्न फर्मी स्तर की दिशा में हो सकता है। यह [[इलेक्ट्रॉन प्रवाह]] जांच और नमूना फर्मी स्तरों के संतुलन का कारण बनता है। इसके अलावा, जांच और नमूने पर एक सतही प्रभार विकसित होता है, जिसमें एक संबंधित संभावित अंतर होता है जिसे संपर्क क्षमता (V<sub>c</sub>). के रूप में जाना जाता है। एसकेपी में जांच नमूने के सतह के लंबवत होने पर स्फूर्त की जाती है।<ref>{{Cite journal|last1=Rohwerder|first1=Michael|last2=Turcu|first2=Florin|date=2007|title=High-resolution Kelvin probe microscopy in corrosion science: Scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) versus classical scanning Kelvin probe (SKP)|journal=Electrochimica Acta|language=en|volume=53|issue=2|pages=290–299|doi=10.1016/j.electacta.2007.03.016}}</ref> यह कंपन जांच में नमूना दूरी में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट का प्रवाह होता है, जो एसी [[साइन लहर]] का रूप ले लेता है। परिणामी एसी साइन लहर [[लॉक-इन एम्पलीफायर]] के उपयोग के माध्यम से डीसी सिग्नल के लिए डिमॉड्यूलेट की जाती है।<ref>{{Cite journal|last1=Cheran|first1=Larisa-Emilia|last2=Johnstone|first2=Sherri|last3=Sadeghi|first3=Saman|last4=Thompson|first4=Michael|date=2007-01-19|title=उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग केल्विन नैनोप्रोब द्वारा कार्य-फ़ंक्शन मापन|journal=Measurement Science and Technology|volume=18|issue=3|pages=567–578|doi=10.1088/0957-0233/18/3/005|bibcode=2007MeScT..18..567C |s2cid=123457387 |issn=0957-0233}}</ref> आम तौर पर उपयोगकर्ता को लॉक-इन एम्पलीफायर द्वारा उपयोग किए जाने वाले सही संदर्भ चरण मान का चयन करना चाहिए। एक बार डीसी क्षमता निर्धारित हो जाने के बाद, एक बाहरी क्षमता, जिसे बैकिंग क्षमता (वी<sub>b</sub>) जांच और नमूने के बीच चार्ज को शून्य करने के लिए लागू किया जा सकता है। जब चार्ज शून्य हो जाता है, तो नमूने का फर्मी स्तर अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इसका मतलब है कि वी<sub>b</sub> -V के बराबर है<sub>c</sub>, जो SKP जांच और मापे गए नमूने के बीच कार्य फलन अंतर है।<ref>{{Cite journal|last1=Surplice|first1=N A|last2=D'Arcy|first2=R J|date=1970|title=कार्य कार्यों को मापने की केल्विन पद्धति की आलोचना|journal=Journal of Physics E: Scientific Instruments|volume=3|issue=7|pages=477–482|doi=10.1088/0022-3735/3/7/201|issn=0022-3735}}</ref>            
[[File:SKP Simplified.jpg|alt=Illustration of scanning Kelvin probe|thumb|स्कैनिंग केल्विन प्रोब (एसकेपी) तकनीक का सरलीकृत चित्रण। प्रोब को z में कंपन करते हुए दिखाया गया है, नमूना तल के लम्बवत्। दिखाए गए अनुसार जांच और नमूना समानांतर प्लेट कैपेसिटर बनाते हैं।]]
[[File:SKP Simplified.jpg|alt=Illustration of scanning Kelvin probe|thumb|स्कैनिंग केल्विन प्रोब (एसकेपी) तकनीक का सरलीकृत चित्रण। प्रोब को z में कंपन करते हुए दिखाया गया है, नमूना तल के लम्बवत्। दिखाए गए अनुसार जांच और नमूना समानांतर प्लेट संधारित्र बनाते हैं।]]
[[File:Scanning Kelvin Probe (SKP) Block Diagram.jpg|alt=Block diagram of scanning Kelvin probe|center|thumb|310x310px| कंप्यूटर, कंट्रोल यूनिट, स्कैन अक्ष, वाइब्रेटर, जांच और नमूना दिखाने वाले स्कैनिंग केल्विन प्रोब (SKP) उपकरण का ब्लॉक डायग्राम]]एएफएम में कैंटिलीवर एक संदर्भ इलेक्ट्रोड है जो सतह के साथ एक संधारित्र बनाता है, जिस पर इसे लगातार अलग होने पर बाद में स्कैन किया जाता है। कैंटिलीवर अपने यांत्रिक अनुनाद आवृत्ति ω पर पीजोइलेक्ट्रिक रूप से संचालित नहीं होता है<sub>0</sub> सामान्य AFM की तरह हालांकि इस आवृत्ति पर एक प्रत्यावर्ती धारा (AC) वोल्टेज लगाया जाता है।
[[File:Scanning Kelvin Probe (SKP) Block Diagram.jpg|alt=Block diagram of scanning Kelvin probe|center|thumb|310x310px| कंप्यूटर, कंट्रोल यूनिट, स्कैन अक्ष, वाइब्रेटर, जांच और नमूना दिखाने वाले स्कैनिंग केल्विन प्रोब (SKP) उपकरण का ब्लॉक डायग्राम]]एएफएम में कैंटिलीवर एक संदर्भ इलेक्ट्रोड है जो सतह के साथ एक संधारित्र बनाता है, जिस पर इसे लगातार अलग होने पर बाद में स्कैन किया जाता है। कैंटिलीवर अपने यांत्रिक अनुनाद आवृत्ति ω पर पीजोइलेक्ट्रिक रूप से संचालित नहीं होता है<sub>0</sub> सामान्य AFM की तरह हालांकि इस आवृत्ति पर एक प्रत्यावर्ती धारा (AC) वोल्टेज लगाया जाता है।


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:<math>E = \frac{1}{2}C[V_{DC} + V_{AC}\sin(\omega_0 t)]^2 = \frac{1}{2}C[2V_{DC}V_{AC}\sin(\omega_0 t) - \frac{1}{2}V_{AC}^2 \cos(2\omega_0 t)]</math>
:<math>E = \frac{1}{2}C[V_{DC} + V_{AC}\sin(\omega_0 t)]^2 = \frac{1}{2}C[2V_{DC}V_{AC}\sin(\omega_0 t) - \frac{1}{2}V_{AC}^2 \cos(2\omega_0 t)]</math>
डीसी में प्लस शर्तें। केवल क्रॉस-टर्म V के समानुपाती है<sub>DC</sub>·में<sub>AC</sub>उत्पाद अनुनाद आवृत्ति ω पर है<sub>0</sub>. कैंटिलीवर के परिणामी कंपन को सामान्य स्कैन-जांच माइक्रोस्कोपी विधियों (आमतौर पर डायोड लेजर और चार-चतुर्थांश डिटेक्टर शामिल) का उपयोग करके पता लगाया जाता है। टिप की डीसी क्षमता को एक मूल्य पर ड्राइव करने के लिए एक शून्य सर्किट का उपयोग किया जाता है जो कंपन को कम करता है। इस अशक्त डीसी क्षमता बनाम पार्श्व स्थिति समन्वय का एक नक्शा इसलिए सतह के कार्य समारोह की एक छवि बनाता है।
डीसी में प्लस शर्तें। केवल क्रॉस-टर्म V के समानुपाती है<sub>DC</sub>·में<sub>AC</sub>उत्पाद अनुनाद आवृत्ति ω पर है<sub>0</sub>. कैंटिलीवर के परिणामी कंपन को सामान्य स्कैन-जांच माइक्रोस्कोपी विधियों (आमतौर पर डायोड लेजर और चार-चतुर्थांश डिटेक्टर शामिल) का उपयोग करके पता लगाया जाता है। टिप की डीसी क्षमता को एक मूल्य पर ड्राइव करने के लिए एक शून्य सर्किट का उपयोग किया जाता है जो कंपन को कम करता है। इस अशक्त डीसी क्षमता बनाम पार्श्व स्थिति समन्वय का एक नक्शा इसलिए सतह के कार्य फलन की एक छवि बनाता है।


एक संबंधित तकनीक, [[ इलेक्ट्रोस्टैटिक बल माइक्रोस्कोप ]] (EFM), सतह से निकलने वाले विद्युत क्षेत्र द्वारा आवेशित टिप पर उत्पन्न बल को सीधे मापता है। ईएफएम बहुत हद तक [[चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप]] की तरह संचालित होता है जिसमें विद्युत क्षेत्र का पता लगाने के लिए कैंटिलीवर दोलन की आवृत्ति बदलाव या आयाम परिवर्तन का उपयोग किया जाता है। हालांकि, KPFM की तुलना में EFM स्थलाकृतिक कलाकृतियों के प्रति अधिक संवेदनशील है। ईएफएम और केपीएफएम दोनों को प्रवाहकीय कैंटिलीवर, आमतौर पर धातु-लेपित [[सिलिकॉन]] या [[सिलिकॉन नाइट्राइड]] के उपयोग की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक सतह क्षमता, [[स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी]] की इमेजिंग के लिए एक और एएफएम-आधारित तकनीक,<ref>{{Cite journal|last1=Wagner|first1=Christian|last2=Green|first2=Matthew F. B.|last3=Leinen|first3=Philipp|last4=Deilmann|first4=Thorsten|last5=Krüger|first5=Peter|last6=Rohlfing|first6=Michael|last7=Temirov|first7=Ruslan|last8=Tautz|first8=F. Stefan|date=2015-07-06|title=स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी|journal=Physical Review Letters|language=en|volume=115|issue=2|pages=026101|doi=10.1103/PhysRevLett.115.026101|pmid=26207484|issn=0031-9007|bibcode=2015PhRvL.115b6101W|arxiv=1503.07738|s2cid=1720328 }}</ref> टिप-संलग्न क्वांटम डॉट को गेट करने की उनकी क्षमता के आधार पर सतह की क्षमता की मात्रा निर्धारित करता है।
एक संबंधित तकनीक, [[ इलेक्ट्रोस्टैटिक बल माइक्रोस्कोप ]] (EFM), सतह से निकलने वाले विद्युत क्षेत्र द्वारा आवेशित टिप पर उत्पन्न बल को सीधे मापता है। ईएफएम बहुत हद तक [[चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप]] की तरह संचालित होता है जिसमें विद्युत क्षेत्र का पता लगाने के लिए कैंटिलीवर दोलन की आवृत्ति बदलाव या आयाम परिवर्तन का उपयोग किया जाता है। हालांकि, KPFM की तुलना में EFM स्थलाकृतिक कलाकृतियों के प्रति अधिक संवेदनशील है। ईएफएम और केपीएफएम दोनों को प्रवाहकीय कैंटिलीवर, आमतौर पर धातु-लेपित [[सिलिकॉन]] या [[सिलिकॉन नाइट्राइड]] के उपयोग की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक सतह क्षमता, [[स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी]] की इमेजिंग के लिए एक और एएफएम-आधारित तकनीक,<ref>{{Cite journal|last1=Wagner|first1=Christian|last2=Green|first2=Matthew F. B.|last3=Leinen|first3=Philipp|last4=Deilmann|first4=Thorsten|last5=Krüger|first5=Peter|last6=Rohlfing|first6=Michael|last7=Temirov|first7=Ruslan|last8=Tautz|first8=F. Stefan|date=2015-07-06|title=स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी|journal=Physical Review Letters|language=en|volume=115|issue=2|pages=026101|doi=10.1103/PhysRevLett.115.026101|pmid=26207484|issn=0031-9007|bibcode=2015PhRvL.115b6101W|arxiv=1503.07738|s2cid=1720328 }}</ref> टिप-संलग्न क्वांटम डॉट को गेट करने की उनकी क्षमता के आधार पर सतह की क्षमता की मात्रा निर्धारित करता है।
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[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
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== कार्य समारोह ==
== कार्य फलन ==
केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोप या केल्विन फोर्स माइक्रोस्कोप (केएफएम) एक एएफएम सेट-अप पर आधारित है और कार्य समारोह का निर्धारण छोटे एएफएम टिप और नमूने के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के माप पर आधारित है। कंडक्टिंग टिप और सैंपल की विशेषता (सामान्य रूप से) अलग-अलग कार्य फ़ंक्शन हैं, जो प्रत्येक सामग्री के लिए फर्मी स्तर और वैक्यूम स्तर के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करते हैं। यदि दोनों तत्वों को संपर्क में लाया जाता है, तो फर्मी स्तर संरेखित होने तक उनके बीच एक शुद्ध विद्युत प्रवाह प्रवाहित होगा। कार्य कार्यों के बीच के अंतर को [[वोल्टा क्षमता]] कहा जाता है और इसे आम तौर पर वी के साथ निरूपित किया जाता है<sub>CPD</sub>. उनके बीच विद्युत क्षेत्र की वजह से टिप और नमूने के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मौजूद है। माप के लिए टिप और नमूने के बीच एक वोल्टेज लगाया जाता है, जिसमें DC-पूर्वाग्रह V होता है<sub>DC</sub>और एक एसी-वोल्टेज वी<sub>AC</sub> sin(ωt) आवृत्ति ω की।
केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोप या केल्विन फोर्स माइक्रोस्कोप (केएफएम) एक एएफएम सेट-अप पर आधारित है और कार्य फलन का निर्धारण छोटे एएफएम टिप और नमूने के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के माप पर आधारित है। कंडक्टिंग टिप और सैंपल की विशेषता (सामान्य रूप से) अलग-अलग कार्य फ़ंक्शन हैं, जो प्रत्येक सामग्री के लिए फर्मी स्तर और वैक्यूम स्तर के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करते हैं। यदि दोनों तत्वों को संपर्क में लाया जाता है, तो फर्मी स्तर संरेखित होने तक उनके बीच एक शुद्ध विद्युत प्रवाह प्रवाहित होगा। कार्य कार्यों के बीच के अंतर को [[वोल्टा क्षमता]] कहा जाता है और इसे आम तौर पर वी के साथ निरूपित किया जाता है<sub>CPD</sub>. उनके बीच विद्युत क्षेत्र की वजह से टिप और नमूने के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मौजूद है। माप के लिए टिप और नमूने के बीच एक वोल्टेज लगाया जाता है, जिसमें DC-पूर्वाग्रह V होता है<sub>DC</sub>और एक एसी-वोल्टेज वी<sub>AC</sub> sin(ωt) आवृत्ति ω की।


:<math>V = (V_{DC} - V_{CPD}) + V_{AC} \cdot \sin (\omega t)</math>
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== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
SKP द्वारा मापी गई वोल्टा क्षमता सीधे सामग्री की संक्षारण क्षमता के समानुपाती होती है,<ref>{{Cite web|url=https://www.bio-logic.net/wp-content/uploads/SCANLAB-AN-9-SKP.pdf|title=जीर्णशीर्ण Zn-प्लेटेड Fe नमूने का SKP इमेजिंग उदाहरण।|website=Bio-Logic Science Instruments|access-date=2019-05-17}}</ref> इस तरह एसकेपी ने संक्षारण और कोटिंग्स के क्षेत्र के अध्ययन में व्यापक उपयोग पाया है। उदाहरण के लिए कोटिंग्स के क्षेत्र में, [[एल्यूमीनियम मिश्र]] धातुओं पर गर्मी पैदा करने वाले एजेंट वाले स्व-उपचार [[आकार-स्मृति बहुलक]] कोटिंग का एक खरोंच क्षेत्र एसकेपी द्वारा मापा गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Fan|first1=Weijie|last2=Zhang|first2=Yong|last3=Li|first3=Weihua|last4=Wang|first4=Wei|last5=Zhao|first5=Xiaodong|last6=Song|first6=Liying|date=2019|title=इंडक्शन हीटिंग द्वारा माइक्रोकैप्सूल के साथ शेप मेमोरी पॉलीयूरेथेन कोटिंग की बहु-स्तरीय स्व-उपचार क्षमता|journal=Chemical Engineering Journal|language=en|volume=368|pages=1033–1044|doi=10.1016/j.cej.2019.03.027|s2cid=104432686 }}</ref> प्रारंभ में खरोंच किए जाने के बाद वोल्टा की क्षमता शेष नमूने की तुलना में खरोंच पर काफी अधिक और व्यापक थी, जिसका अर्थ है कि इस क्षेत्र में खुरचना होने की अधिक संभावना है। वोल्टा की क्षमता बाद के मापों में कम हो गई, और अंततः खरोंच के ऊपर का शिखर पूरी तरह से गायब हो गया, जिसका अर्थ है कि कोटिंग ठीक हो गई है। क्योंकि SKP का उपयोग गैर-विनाशकारी तरीके से कोटिंग्स की जांच के लिए किया जा सकता है, इसका उपयोग कोटिंग की विफलता को निर्धारित करने के लिए भी किया गया है। [[polyurethane]] कोटिंग्स के एक अध्ययन में, यह देखा गया कि उच्च तापमान और आर्द्रता के संपर्क में वृद्धि के साथ कार्य समारोह बढ़ता है।<ref>{{Cite journal|last1=Borth|first1=David J.|last2=Iezzi|first2=Erick B.|last3=Dudis|first3=Douglas S.|last4=Hansen|first4=Douglas C.|date=2019|title=स्कैनिंग केल्विन प्रोब तकनीक का उपयोग करके यूरेथेन-एस्टर कोटिंग सिस्टम का अविनाशी मूल्यांकन|journal=Corrosion|language=en|volume=75|issue=5|pages=457–464|doi=10.5006/3020|s2cid=105314795 |issn=0010-9312|url=http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1524749968517527}}</ref> कार्य समारोह में यह वृद्धि कोटिंग के भीतर बॉन्ड के [[हाइड्रोलिसिस]] से संभावित कोटिंग के अपघटन से संबंधित है।
SKP द्वारा मापी गई वोल्टा क्षमता सीधे सामग्री की संक्षारण क्षमता के समानुपाती होती है,<ref>{{Cite web|url=https://www.bio-logic.net/wp-content/uploads/SCANLAB-AN-9-SKP.pdf|title=जीर्णशीर्ण Zn-प्लेटेड Fe नमूने का SKP इमेजिंग उदाहरण।|website=Bio-Logic Science Instruments|access-date=2019-05-17}}</ref> इस तरह एसकेपी ने संक्षारण और कोटिंग्स के क्षेत्र के अध्ययन में व्यापक उपयोग पाया है। उदाहरण के लिए कोटिंग्स के क्षेत्र में, [[एल्यूमीनियम मिश्र]] धातुओं पर गर्मी पैदा करने वाले एजेंट वाले स्व-उपचार [[आकार-स्मृति बहुलक]] कोटिंग का एक खरोंच क्षेत्र एसकेपी द्वारा मापा गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Fan|first1=Weijie|last2=Zhang|first2=Yong|last3=Li|first3=Weihua|last4=Wang|first4=Wei|last5=Zhao|first5=Xiaodong|last6=Song|first6=Liying|date=2019|title=इंडक्शन हीटिंग द्वारा माइक्रोकैप्सूल के साथ शेप मेमोरी पॉलीयूरेथेन कोटिंग की बहु-स्तरीय स्व-उपचार क्षमता|journal=Chemical Engineering Journal|language=en|volume=368|pages=1033–1044|doi=10.1016/j.cej.2019.03.027|s2cid=104432686 }}</ref> प्रारंभ में खरोंच किए जाने के बाद वोल्टा की क्षमता शेष नमूने की तुलना में खरोंच पर काफी अधिक और व्यापक थी, जिसका अर्थ है कि इस क्षेत्र में खुरचना होने की अधिक संभावना है। वोल्टा की क्षमता बाद के मापों में कम हो गई, और अंततः खरोंच के ऊपर का शिखर पूरी तरह से गायब हो गया, जिसका अर्थ है कि कोटिंग ठीक हो गई है। क्योंकि SKP का उपयोग गैर-विनाशकारी तरीके से कोटिंग्स की जांच के लिए किया जा सकता है, इसका उपयोग कोटिंग की विफलता को निर्धारित करने के लिए भी किया गया है। [[polyurethane]] कोटिंग्स के एक अध्ययन में, यह देखा गया कि उच्च तापमान और आर्द्रता के संपर्क में वृद्धि के साथ कार्य फलन बढ़ता है।<ref>{{Cite journal|last1=Borth|first1=David J.|last2=Iezzi|first2=Erick B.|last3=Dudis|first3=Douglas S.|last4=Hansen|first4=Douglas C.|date=2019|title=स्कैनिंग केल्विन प्रोब तकनीक का उपयोग करके यूरेथेन-एस्टर कोटिंग सिस्टम का अविनाशी मूल्यांकन|journal=Corrosion|language=en|volume=75|issue=5|pages=457–464|doi=10.5006/3020|s2cid=105314795 |issn=0010-9312|url=http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1524749968517527}}</ref> कार्य फलन में यह वृद्धि कोटिंग के भीतर बॉन्ड के [[हाइड्रोलिसिस]] से संभावित कोटिंग के अपघटन से संबंधित है।


एसकेपी का उपयोग करके औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण [[मिश्र]] धातुओं के क्षरण को मापा गया है।{{citation needed|date=September 2020}} विशेष रूप से SKP के साथ जंग पर पर्यावरणीय प्रोत्साहन के प्रभावों की जांच करना संभव है। उदाहरण के लिए, [[स्टेनलेस स्टील]] और [[टाइटेनियम]] के [[सूक्ष्मजीव]] प्रेरित जंग की जांच की गई है।<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Dawei|last2=Zhou|first2=Feichi|last3=Xiao|first3=Kui|last4=Cui|first4=Tianyu|last5=Qian|first5=Hongchong|last6=Li|first6=Xiaogang|date=2015|title=Microbially Influenced Corrosion of 304 Stainless Steel and Titanium by P. variotii and A. niger in Humid Atmosphere|journal=Journal of Materials Engineering and Performance|language=en|volume=24|issue=7|pages=2688–2698|doi=10.1007/s11665-015-1558-2|bibcode=2015JMEP...24.2688Z |s2cid=137116966 |issn=1059-9495}}</ref> एसकेपी इस प्रकार के जंग का अध्ययन करने के लिए उपयोगी है क्योंकि यह आमतौर पर स्थानीय रूप से होता है, इसलिए वैश्विक तकनीकें खराब अनुकूल हैं। बढ़ी हुई स्थानीय जंग से संबंधित भूतल संभावित परिवर्तन एसकेपी मापन द्वारा दिखाए गए थे। इसके अलावा, विभिन्न माइक्रोबियल प्रजातियों से परिणामी जंग की तुलना करना संभव था। एक अन्य उदाहरण में एसकेपी का उपयोग [[बायोमेडिसिन]] मिश्र धातु सामग्री की जांच के लिए किया गया था, जिसे मानव शरीर के भीतर संक्षारित किया जा सकता है। ज्वलनशील परिस्थितियों में Ti-15Mo पर अध्ययन में,<ref>{{Cite journal|last1=Szklarska|first1=M.|last2=Dercz|first2=G.|last3=Kubisztal|first3=J.|last4=Balin|first4=K.|last5=Łosiewicz|first5=B.|date=2016|title=Semi-Conducting Properties of Titanium Dioxide Layer on Surface of Ti-15Mo Implant Alloy in Biological Milieu|journal=Acta Physica Polonica A|language=en|volume=130|issue=4|pages=1085–1087|doi=10.12693/APhysPolA.130.1085|bibcode=2016AcPPA.130.1085S |issn=0587-4246|doi-access=free}}</ref> एसकेपी मापों ने मिश्रधातु की [[ऑक्साइड]] संरक्षित सतह की तुलना में संक्षारण गड्ढे के तल पर कम संक्षारण प्रतिरोध दिखाया। एसकेपी का उपयोग वायुमंडलीय जंग के प्रभावों की जांच के लिए भी किया गया है, उदाहरण के लिए समुद्री पर्यावरण में तांबा मिश्र धातुओं की जांच के लिए।<ref>{{Cite journal|last1=Kong|first1=Decheng|last2=Dong|first2=Chaofang|last3=Ni|first3=Xiaoqing|last4=Man|first4=Cheng|last5=Xiao|first5=Kui|last6=Li|first6=Xiaogang|date=2018|title=कठोर समुद्री वातावरण में दीर्घकालिक क्षरण के दौरान तांबे के क्षरण पर मिश्र धातु तत्वों (Sn, Be) के तंत्र में अंतर्दृष्टि|journal=Applied Surface Science|language=en|volume=455|pages=543–553|doi=10.1016/j.apsusc.2018.06.029|bibcode=2018ApSS..455..543K |s2cid=102769318 }}</ref> इस अध्ययन में केल्विन क्षमता अधिक सकारात्मक हो गई, जो संक्षारण उत्पादों की मोटाई में वृद्धि के कारण एक्सपोजर समय में वृद्धि के साथ अधिक सकारात्मक संक्षारण क्षमता का संकेत देती है। अंतिम उदाहरण के रूप में SKP का उपयोग गैस पाइपलाइन की सिम्युलेटेड परिस्थितियों में स्टेनलेस स्टील की जांच के लिए किया गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Jin|first1=Z.H.|last2=Ge|first2=H.H.|last3=Lin|first3=W.W.|last4=Zong|first4=Y.W.|last5=Liu|first5=S.J.|last6=Shi|first6=J.M.|date=2014|title=Corrosion behaviour of 316L stainless steel and anti-corrosion materials in a high acidified chloride solution|journal=Applied Surface Science|language=en|volume=322|pages=47–56|doi=10.1016/j.apsusc.2014.09.205|bibcode=2014ApSS..322...47J }}</ref> इन मापों ने जंग के समय में वृद्धि के साथ [[कैथोड]] और [[एनोड]] क्षेत्रों की संक्षारण क्षमता में अंतर में वृद्धि दिखाई, जो जंग की उच्च संभावना को दर्शाता है। इसके अलावा, इन एसकेपी मापों ने स्थानीय क्षरण के बारे में जानकारी प्रदान की, जो अन्य तकनीकों के साथ संभव नहीं है।
एसकेपी का उपयोग करके औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण [[मिश्र]] धातुओं के क्षरण को मापा गया है।{{citation needed|date=September 2020}} विशेष रूप से SKP के साथ जंग पर पर्यावरणीय प्रोत्साहन के प्रभावों की जांच करना संभव है। उदाहरण के लिए, [[स्टेनलेस स्टील]] और [[टाइटेनियम]] के [[सूक्ष्मजीव]] प्रेरित जंग की जांच की गई है।<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Dawei|last2=Zhou|first2=Feichi|last3=Xiao|first3=Kui|last4=Cui|first4=Tianyu|last5=Qian|first5=Hongchong|last6=Li|first6=Xiaogang|date=2015|title=Microbially Influenced Corrosion of 304 Stainless Steel and Titanium by P. variotii and A. niger in Humid Atmosphere|journal=Journal of Materials Engineering and Performance|language=en|volume=24|issue=7|pages=2688–2698|doi=10.1007/s11665-015-1558-2|bibcode=2015JMEP...24.2688Z |s2cid=137116966 |issn=1059-9495}}</ref> एसकेपी इस प्रकार के जंग का अध्ययन करने के लिए उपयोगी है क्योंकि यह आमतौर पर स्थानीय रूप से होता है, इसलिए वैश्विक तकनीकें खराब अनुकूल हैं। बढ़ी हुई स्थानीय जंग से संबंधित भूतल संभावित परिवर्तन एसकेपी मापन द्वारा दिखाए गए थे। इसके अलावा, विभिन्न माइक्रोबियल प्रजातियों से परिणामी जंग की तुलना करना संभव था। एक अन्य उदाहरण में एसकेपी का उपयोग [[बायोमेडिसिन]] मिश्र धातु सामग्री की जांच के लिए किया गया था, जिसे मानव शरीर के भीतर संक्षारित किया जा सकता है। ज्वलनशील परिस्थितियों में Ti-15Mo पर अध्ययन में,<ref>{{Cite journal|last1=Szklarska|first1=M.|last2=Dercz|first2=G.|last3=Kubisztal|first3=J.|last4=Balin|first4=K.|last5=Łosiewicz|first5=B.|date=2016|title=Semi-Conducting Properties of Titanium Dioxide Layer on Surface of Ti-15Mo Implant Alloy in Biological Milieu|journal=Acta Physica Polonica A|language=en|volume=130|issue=4|pages=1085–1087|doi=10.12693/APhysPolA.130.1085|bibcode=2016AcPPA.130.1085S |issn=0587-4246|doi-access=free}}</ref> एसकेपी मापों ने मिश्रधातु की [[ऑक्साइड]] संरक्षित सतह की तुलना में संक्षारण गड्ढे के तल पर कम संक्षारण प्रतिरोध दिखाया। एसकेपी का उपयोग वायुमंडलीय जंग के प्रभावों की जांच के लिए भी किया गया है, उदाहरण के लिए समुद्री पर्यावरण में तांबा मिश्र धातुओं की जांच के लिए।<ref>{{Cite journal|last1=Kong|first1=Decheng|last2=Dong|first2=Chaofang|last3=Ni|first3=Xiaoqing|last4=Man|first4=Cheng|last5=Xiao|first5=Kui|last6=Li|first6=Xiaogang|date=2018|title=कठोर समुद्री वातावरण में दीर्घकालिक क्षरण के दौरान तांबे के क्षरण पर मिश्र धातु तत्वों (Sn, Be) के तंत्र में अंतर्दृष्टि|journal=Applied Surface Science|language=en|volume=455|pages=543–553|doi=10.1016/j.apsusc.2018.06.029|bibcode=2018ApSS..455..543K |s2cid=102769318 }}</ref> इस अध्ययन में केल्विन क्षमता अधिक सकारात्मक हो गई, जो संक्षारण उत्पादों की मोटाई में वृद्धि के कारण एक्सपोजर समय में वृद्धि के साथ अधिक सकारात्मक संक्षारण क्षमता का संकेत देती है। अंतिम उदाहरण के रूप में SKP का उपयोग गैस पाइपलाइन की सिम्युलेटेड परिस्थितियों में स्टेनलेस स्टील की जांच के लिए किया गया था।<ref>{{Cite journal|last1=Jin|first1=Z.H.|last2=Ge|first2=H.H.|last3=Lin|first3=W.W.|last4=Zong|first4=Y.W.|last5=Liu|first5=S.J.|last6=Shi|first6=J.M.|date=2014|title=Corrosion behaviour of 316L stainless steel and anti-corrosion materials in a high acidified chloride solution|journal=Applied Surface Science|language=en|volume=322|pages=47–56|doi=10.1016/j.apsusc.2014.09.205|bibcode=2014ApSS..322...47J }}</ref> इन मापों ने जंग के समय में वृद्धि के साथ [[कैथोड]] और [[एनोड]] क्षेत्रों की संक्षारण क्षमता में अंतर में वृद्धि दिखाई, जो जंग की उच्च संभावना को दर्शाता है। इसके अलावा, इन एसकेपी मापों ने स्थानीय क्षरण के बारे में जानकारी प्रदान की, जो अन्य तकनीकों के साथ संभव नहीं है।

Revision as of 16:23, 2 June 2023

केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी में, सतह के कार्य फलन को मानचित्रित करने के लिए एक निरंतर ऊंचाई पर एक सतह पर एक कंडक्टिंग कैंटिलीवर स्कैन किया जाता है।
एक विशिष्ट स्कैनिंग केल्विन जांच (एसकेपी) उपकरण। बाईं ओर लॉक-इन एम्पलीफायर और बैकिंग पोटेंशियल कंट्रोलर के साथ कंट्रोल यूनिट है। दाईं ओर वाइब्रेटर, विद्युतमापी और प्रोब माउंटेड के साथ x, y, z स्कैनिंग अक्ष है।

केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी (केपीएफएम), जिसे सतह क्षमता माइक्रोस्कोपी के रूप में भी जाना जाता है, परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) का एक गैर-संपर्क संस्करण है।[1][2][3] x, y समतल में रेखापुंज स्कैनिंग द्वारा नमूने के कार्य फलन को नमूना विशेषताओं के साथ सहसंबंध के लिए स्थानीय रूप से मानचित्रित किया जा सकता है। जब बहुत कम या कोई आवर्धन नहीं होता है, तो इस दृष्टिकोण को स्कैनिंग केल्विन जांच (एसकेपी) का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। इन तकनीकों का उपयोग मुख्य रूप से संक्षारण और कोटिंग्स को मापने के लिए किया जाता है।

केपीएफएम के साथ, सतहों के कार्य फलन को परमाणु या अणु पैमाने पर देखा जा सकता है। कार्य फलन कई सतह परिघटनाओं से संबंधित है, जिसमें उत्प्रेरण, सतहों का पुनर्निर्माण, अर्धचालक और डोपिंग का बैंड-बेंडिंग, डीइलेक्ट्रिक्स में संक्षारण और जंग शामिल हैं। केपीएफएम द्वारा निर्मित फलन का कार्य का नक्शा एक ठोस की सतह पर स्थानीय संरचनाओं की संरचना और इलेक्ट्रॉनिक स्थिति के बारे में जानकारी देता है।

इतिहास

एसकेपी तकनीक 1898 में लॉर्ड केल्विन द्वारा किए गए समानांतर प्लेट संधारित्र प्रयोगों पर आधारित है।[4] 1930 के दशक में विलियम ज़िसमैन ने लॉर्ड केल्विन के प्रयोगों के आधार पर एक तकनीक विकसित करने के लिए बनाया है जो असमान धातुओं के संभावित मतभेदों को मापने के लिए एक तकनीक विकसित करता है।[5]

कार्य सिद्धांत

Diagram of Fermi level changes during scanning Kelvin probe
364x364px स्कैनिंग केल्विन प्रोब (एसकेपी) सैंपल और माप के दौरान प्रोब दिखाए गए हैं। जांच और नमूने के विद्युत कनेक्शन पर उनके फर्मी स्तर संतुलित होते हैं, और जांच और नमूने पर एक चार्ज विकसित होता है। इस चार्ज को शून्य करने के लिए एक बैकिंग क्षमता लागू की जाती है, नमूना फर्मी स्तर को उसकी मूल स्थिति में लौटाता है।

एसकेपी में जांच और नमूना एक दूसरे के समानांतर रखे जाते हैं और समानांतर प्लेट संधारित्र बनाने के लिए विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। जांच को नमूने के लिए एक अलग सामग्री के रूप में चुना गया है, इसलिए प्रत्येक घटक शुरू में एक अलग फर्मि स्तर होता है। जब जांच और नमूना इलेक्ट्रॉन प्रवाह के बीच विद्युत संबंध बनाया जाता है जांच और नमूने के बीच उच्च से निम्न फर्मी स्तर की दिशा में हो सकता है। यह इलेक्ट्रॉन प्रवाह जांच और नमूना फर्मी स्तरों के संतुलन का कारण बनता है। इसके अलावा, जांच और नमूने पर एक सतही प्रभार विकसित होता है, जिसमें एक संबंधित संभावित अंतर होता है जिसे संपर्क क्षमता (Vc). के रूप में जाना जाता है। एसकेपी में जांच नमूने के सतह के लंबवत होने पर स्फूर्त की जाती है।[6] यह कंपन जांच में नमूना दूरी में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट का प्रवाह होता है, जो एसी साइन लहर का रूप ले लेता है। परिणामी एसी साइन लहर लॉक-इन एम्पलीफायर के उपयोग के माध्यम से डीसी सिग्नल के लिए डिमॉड्यूलेट की जाती है।[7] आम तौर पर उपयोगकर्ता को लॉक-इन एम्पलीफायर द्वारा उपयोग किए जाने वाले सही संदर्भ चरण मान का चयन करना चाहिए। एक बार डीसी क्षमता निर्धारित हो जाने के बाद, एक बाहरी क्षमता, जिसे बैकिंग क्षमता (वीb) जांच और नमूने के बीच चार्ज को शून्य करने के लिए लागू किया जा सकता है। जब चार्ज शून्य हो जाता है, तो नमूने का फर्मी स्तर अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इसका मतलब है कि वीb -V के बराबर हैc, जो SKP जांच और मापे गए नमूने के बीच कार्य फलन अंतर है।[8]

Illustration of scanning Kelvin probe
स्कैनिंग केल्विन प्रोब (एसकेपी) तकनीक का सरलीकृत चित्रण। प्रोब को z में कंपन करते हुए दिखाया गया है, नमूना तल के लम्बवत्। दिखाए गए अनुसार जांच और नमूना समानांतर प्लेट संधारित्र बनाते हैं।
Block diagram of scanning Kelvin probe
कंप्यूटर, कंट्रोल यूनिट, स्कैन अक्ष, वाइब्रेटर, जांच और नमूना दिखाने वाले स्कैनिंग केल्विन प्रोब (SKP) उपकरण का ब्लॉक डायग्राम

एएफएम में कैंटिलीवर एक संदर्भ इलेक्ट्रोड है जो सतह के साथ एक संधारित्र बनाता है, जिस पर इसे लगातार अलग होने पर बाद में स्कैन किया जाता है। कैंटिलीवर अपने यांत्रिक अनुनाद आवृत्ति ω पर पीजोइलेक्ट्रिक रूप से संचालित नहीं होता है0 सामान्य AFM की तरह हालांकि इस आवृत्ति पर एक प्रत्यावर्ती धारा (AC) वोल्टेज लगाया जाता है।

जब टिप और सतह के बीच एक प्रत्यक्ष-वर्तमान (डीसी) संभावित अंतर होता है, तो एसी + डीसी वोल्टेज ऑफ़सेट कैंटिलीवर को कंपन करने का कारण बनता है। बल की उत्पत्ति को इस बात पर विचार करके समझा जा सकता है कि कैंटिलीवर और सतह द्वारा गठित संधारित्र की ऊर्जा है

डीसी में प्लस शर्तें। केवल क्रॉस-टर्म V के समानुपाती हैDC·मेंACउत्पाद अनुनाद आवृत्ति ω पर है0. कैंटिलीवर के परिणामी कंपन को सामान्य स्कैन-जांच माइक्रोस्कोपी विधियों (आमतौर पर डायोड लेजर और चार-चतुर्थांश डिटेक्टर शामिल) का उपयोग करके पता लगाया जाता है। टिप की डीसी क्षमता को एक मूल्य पर ड्राइव करने के लिए एक शून्य सर्किट का उपयोग किया जाता है जो कंपन को कम करता है। इस अशक्त डीसी क्षमता बनाम पार्श्व स्थिति समन्वय का एक नक्शा इसलिए सतह के कार्य फलन की एक छवि बनाता है।

एक संबंधित तकनीक, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल माइक्रोस्कोप (EFM), सतह से निकलने वाले विद्युत क्षेत्र द्वारा आवेशित टिप पर उत्पन्न बल को सीधे मापता है। ईएफएम बहुत हद तक चुंबकीय बल माइक्रोस्कोप की तरह संचालित होता है जिसमें विद्युत क्षेत्र का पता लगाने के लिए कैंटिलीवर दोलन की आवृत्ति बदलाव या आयाम परिवर्तन का उपयोग किया जाता है। हालांकि, KPFM की तुलना में EFM स्थलाकृतिक कलाकृतियों के प्रति अधिक संवेदनशील है। ईएफएम और केपीएफएम दोनों को प्रवाहकीय कैंटिलीवर, आमतौर पर धातु-लेपित सिलिकॉन या सिलिकॉन नाइट्राइड के उपयोग की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक सतह क्षमता, स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी की इमेजिंग के लिए एक और एएफएम-आधारित तकनीक,[9] टिप-संलग्न क्वांटम डॉट को गेट करने की उनकी क्षमता के आधार पर सतह की क्षमता की मात्रा निर्धारित करता है।

एसकेपी माप को प्रभावित करने वाले कारक

SKP मापन की गुणवत्ता कई कारकों से प्रभावित होती है। इसमें SKP जांच का व्यास, नमूना दूरी की जांच और SKP जांच की सामग्री शामिल है। एसकेपी मापन में जांच व्यास महत्वपूर्ण है क्योंकि यह माप के समग्र रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित करता है, छोटे जांचों के साथ बेहतर रिज़ॉल्यूशन होता है। <रेफरी नाम = विसिंस्की 2016 1-8>Wicinski, Mariusz; Burgstaller, Wolfgang; Hassel, Achim Walter (2016). "केल्विन जांच माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग में पार्श्व संकल्प". Corrosion Science (in English). 104: 1–8. doi:10.1016/j.corsci.2015.09.008.</ref>[10] दूसरी ओर, जांच के आकार को कम करने से फ्रिंजिंग प्रभाव में वृद्धि होती है जो अलग-अलग कैपेसिटेंस के माप को बढ़ाकर माप की संवेदनशीलता को कम कर देता है।Cite error: Invalid <ref> tag; invalid names, e.g. too many के निर्माण में प्रयुक्त सामग्री SKP जांच SKP मापन की गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण है।यह कई कारणों से होता है। विभिन्न सामग्रियों के अलग-अलग कार्य फ़ंक्शन मान होते हैं जो मापी गई संपर्क क्षमता को प्रभावित करेंगे। विभिन्न सामग्रियों में आर्द्रता परिवर्तन के प्रति अलग संवेदनशीलता होती है। सामग्री SKP मापन के स्थान रिज़ॉल्यूशन की परिणामी ज्यामितीय शर्तों को भी प्रभावित कर सकती है। व्यावसायिक जांच में टंगस्टन का उपयोग किया जाता है,[11] हालांकि प्लैटिनम की जांच,[12] ताँबा,[13] सोना,[14] तथा निक्रोम का प्रयोग किया गया है।[15] नमूना दूरी की जांच अंतिम एसकेपी माप को प्रभावित करती है, पार्श्व संकल्प में सुधार करने के लिए नमूना दूरी की छोटी जांच के साथ [10]और माप का सिग्नल-टू-शोर अनुपात।[16] इसके अलावा, SKP जांच को नमूना दूरी तक कम करने से माप की तीव्रता बढ़ जाती है, जहां माप की तीव्रता 1/d के समानुपाती होती है2, जहां d नमूना दूरी की जांच है।[17] माप पर जांच को नमूना दूरी में बदलने के प्रभावों को निरंतर दूरी मोड में एसकेपी का उपयोग करके प्रतिकार किया जा सकता है।

कार्य फलन

केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोप या केल्विन फोर्स माइक्रोस्कोप (केएफएम) एक एएफएम सेट-अप पर आधारित है और कार्य फलन का निर्धारण छोटे एएफएम टिप और नमूने के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के माप पर आधारित है। कंडक्टिंग टिप और सैंपल की विशेषता (सामान्य रूप से) अलग-अलग कार्य फ़ंक्शन हैं, जो प्रत्येक सामग्री के लिए फर्मी स्तर और वैक्यूम स्तर के बीच अंतर का प्रतिनिधित्व करते हैं। यदि दोनों तत्वों को संपर्क में लाया जाता है, तो फर्मी स्तर संरेखित होने तक उनके बीच एक शुद्ध विद्युत प्रवाह प्रवाहित होगा। कार्य कार्यों के बीच के अंतर को वोल्टा क्षमता कहा जाता है और इसे आम तौर पर वी के साथ निरूपित किया जाता हैCPD. उनके बीच विद्युत क्षेत्र की वजह से टिप और नमूने के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मौजूद है। माप के लिए टिप और नमूने के बीच एक वोल्टेज लगाया जाता है, जिसमें DC-पूर्वाग्रह V होता हैDCऔर एक एसी-वोल्टेज वीAC sin(ωt) आवृत्ति ω की।

AFM कैंटिलीवर की गुंजयमान आवृत्ति के लिए AC-आवृत्ति को ट्यून करने से संवेदनशीलता में सुधार होता है। एक संधारित्र में इलेक्ट्रोस्टैटिक बल तत्वों के पृथक्करण के संबंध में ऊर्जा कार्य को अलग करके पाया जा सकता है और इसे इस रूप में लिखा जा सकता है

जहाँ C समाई है, z पृथक्करण है, और V वोल्टेज है, प्रत्येक टिप और सतह के बीच है। वोल्टेज (वी) के लिए पिछले सूत्र को प्रतिस्थापित करने से पता चलता है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक बल को तीन योगदानों में विभाजित किया जा सकता है, क्योंकि कुल इलेक्ट्रोस्टैटिक बल एफ टिप पर कार्य करता है, फिर आवृत्तियों ω और 2ω पर वर्णक्रमीय घटक होते हैं।

डीसी घटक, एफDC, स्थलाकृतिक संकेत में योगदान देता है, एफ शब्दωविशेषता आवृत्ति पर ω का उपयोग संपर्क क्षमता और योगदान F को मापने के लिए किया जाता है2ωसमाई माइक्रोस्कोपी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।


संपर्क संभावित माप

संपर्क संभावित मापन के लिए एक लॉक-इन एम्पलीफायर का उपयोग ω पर कैंटिलीवर दोलन का पता लगाने के लिए किया जाता है। स्कैन के दौरान वीDCसमायोजित किया जाएगा ताकि टिप और नमूने के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक बल शून्य हो जाएं और इस प्रकार आवृत्ति ω पर प्रतिक्रिया शून्य हो जाए। चूंकि ω पर इलेक्ट्रोस्टैटिक बल V पर निर्भर करता हैDC - वीCPD, वी का मूल्यDCजो ω-टर्म को कम करता है, संपर्क क्षमता से मेल खाता है। नमूना कार्य फ़ंक्शन के पूर्ण मान प्राप्त किए जा सकते हैं यदि टिप को पहले ज्ञात कार्य फ़ंक्शन के संदर्भ नमूने के विरुद्ध कैलिब्रेट किया जाता है।[18] इसके अलावा, उपरोक्त से स्वतंत्र रूप से अनुनाद आवृत्ति ω पर सामान्य स्थलाकृतिक स्कैन विधियों का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार, एक स्कैन में, स्थलाकृति और नमूने की संपर्क क्षमता एक साथ निर्धारित की जाती है। यह (कम से कम) दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है: 1) स्थलाकृति को एसी मोड में कैप्चर किया जाता है जिसका अर्थ है कि कैंटिलीवर एक पीजो द्वारा अपनी गुंजयमान आवृत्ति पर संचालित होता है। इसके साथ ही KPFM मापन के लिए AC वोल्टेज कैंटिलीवर की गुंजयमान आवृत्ति से थोड़ी कम आवृत्ति पर लागू होता है। इस माप मोड में स्थलाकृति और संपर्क संभावित अंतर एक ही समय में कैप्चर किए जाते हैं और इस मोड को अक्सर सिंगल-पास कहा जाता है। 2) स्थलाकृति की एक पंक्ति या तो संपर्क या एसी मोड में कैप्चर की जाती है और आंतरिक रूप से संग्रहीत होती है। फिर, इस रेखा को फिर से स्कैन किया जाता है, जबकि कैंटिलीवर यंत्रवत् संचालित दोलन के बिना नमूने के लिए एक निर्धारित दूरी पर रहता है, लेकिन KPFM माप के एसी वोल्टेज को लागू किया जाता है और ऊपर बताए अनुसार संपर्क क्षमता पर कब्जा कर लिया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि लागू एसी वोल्टेज के साथ अच्छे दोलन की अनुमति देने के लिए कैंटिलीवर टिप नमूने के बहुत करीब नहीं होनी चाहिए। इसलिए, एसी स्थलाकृति माप के दौरान KPFM एक साथ किया जा सकता है लेकिन संपर्क स्थलाकृति माप के दौरान नहीं।

अनुप्रयोग

SKP द्वारा मापी गई वोल्टा क्षमता सीधे सामग्री की संक्षारण क्षमता के समानुपाती होती है,[19] इस तरह एसकेपी ने संक्षारण और कोटिंग्स के क्षेत्र के अध्ययन में व्यापक उपयोग पाया है। उदाहरण के लिए कोटिंग्स के क्षेत्र में, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं पर गर्मी पैदा करने वाले एजेंट वाले स्व-उपचार आकार-स्मृति बहुलक कोटिंग का एक खरोंच क्षेत्र एसकेपी द्वारा मापा गया था।[20] प्रारंभ में खरोंच किए जाने के बाद वोल्टा की क्षमता शेष नमूने की तुलना में खरोंच पर काफी अधिक और व्यापक थी, जिसका अर्थ है कि इस क्षेत्र में खुरचना होने की अधिक संभावना है। वोल्टा की क्षमता बाद के मापों में कम हो गई, और अंततः खरोंच के ऊपर का शिखर पूरी तरह से गायब हो गया, जिसका अर्थ है कि कोटिंग ठीक हो गई है। क्योंकि SKP का उपयोग गैर-विनाशकारी तरीके से कोटिंग्स की जांच के लिए किया जा सकता है, इसका उपयोग कोटिंग की विफलता को निर्धारित करने के लिए भी किया गया है। polyurethane कोटिंग्स के एक अध्ययन में, यह देखा गया कि उच्च तापमान और आर्द्रता के संपर्क में वृद्धि के साथ कार्य फलन बढ़ता है।[21] कार्य फलन में यह वृद्धि कोटिंग के भीतर बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस से संभावित कोटिंग के अपघटन से संबंधित है।

एसकेपी का उपयोग करके औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण मिश्र धातुओं के क्षरण को मापा गया है।[citation needed] विशेष रूप से SKP के साथ जंग पर पर्यावरणीय प्रोत्साहन के प्रभावों की जांच करना संभव है। उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम के सूक्ष्मजीव प्रेरित जंग की जांच की गई है।[22] एसकेपी इस प्रकार के जंग का अध्ययन करने के लिए उपयोगी है क्योंकि यह आमतौर पर स्थानीय रूप से होता है, इसलिए वैश्विक तकनीकें खराब अनुकूल हैं। बढ़ी हुई स्थानीय जंग से संबंधित भूतल संभावित परिवर्तन एसकेपी मापन द्वारा दिखाए गए थे। इसके अलावा, विभिन्न माइक्रोबियल प्रजातियों से परिणामी जंग की तुलना करना संभव था। एक अन्य उदाहरण में एसकेपी का उपयोग बायोमेडिसिन मिश्र धातु सामग्री की जांच के लिए किया गया था, जिसे मानव शरीर के भीतर संक्षारित किया जा सकता है। ज्वलनशील परिस्थितियों में Ti-15Mo पर अध्ययन में,[23] एसकेपी मापों ने मिश्रधातु की ऑक्साइड संरक्षित सतह की तुलना में संक्षारण गड्ढे के तल पर कम संक्षारण प्रतिरोध दिखाया। एसकेपी का उपयोग वायुमंडलीय जंग के प्रभावों की जांच के लिए भी किया गया है, उदाहरण के लिए समुद्री पर्यावरण में तांबा मिश्र धातुओं की जांच के लिए।[24] इस अध्ययन में केल्विन क्षमता अधिक सकारात्मक हो गई, जो संक्षारण उत्पादों की मोटाई में वृद्धि के कारण एक्सपोजर समय में वृद्धि के साथ अधिक सकारात्मक संक्षारण क्षमता का संकेत देती है। अंतिम उदाहरण के रूप में SKP का उपयोग गैस पाइपलाइन की सिम्युलेटेड परिस्थितियों में स्टेनलेस स्टील की जांच के लिए किया गया था।[25] इन मापों ने जंग के समय में वृद्धि के साथ कैथोड और एनोड क्षेत्रों की संक्षारण क्षमता में अंतर में वृद्धि दिखाई, जो जंग की उच्च संभावना को दर्शाता है। इसके अलावा, इन एसकेपी मापों ने स्थानीय क्षरण के बारे में जानकारी प्रदान की, जो अन्य तकनीकों के साथ संभव नहीं है।

एसकेपी का उपयोग सौर कोशिकाओं में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की सतह की क्षमता की जांच करने के लिए किया गया है, इस लाभ के साथ कि यह एक गैर-संपर्क है, और इसलिए एक गैर-विनाशकारी तकनीक है।[26] इसका उपयोग विभिन्न सामग्रियों के इलेक्ट्रॉन संबंध को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे अलग-अलग सामग्रियों के वैलेंस और चालन बैंड के ऊर्जा स्तर ओवरलैप को निर्धारित किया जा सकता है। इन बैंडों का ऊर्जा स्तर ओवरलैप सिस्टम की सतह फोटोवोल्टेज प्रतिक्रिया से संबंधित है।[27] एक गैर-संपर्क के रूप में, गैर-विनाशकारी तकनीक SKP का उपयोग फोरेंसिक विज्ञान के अध्ययन के लिए रुचि की सामग्री पर अव्यक्त उंगलियों के निशान की जांच के लिए किया गया है।[28] जब उंगलियों के निशान एक धातु की सतह पर छोड़े जाते हैं तो वे लवण को पीछे छोड़ देते हैं जो ब्याज की सामग्री के स्थानीय जंग का कारण बन सकता है। इससे नमूने की वोल्टा क्षमता में परिवर्तन होता है, जिसे एसकेपी द्वारा पता लगाया जा सकता है। एसकेपी इन विश्लेषणों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि यह वोल्टा क्षमता में इस परिवर्तन का पता लगा सकता है, उदाहरण के लिए, तेलों द्वारा गर्म करने, या कोटिंग करने के बाद भी।

SKP का उपयोग लेखक साइट युक्त उल्कापिंडों के संक्षारण तंत्र का विश्लेषण करने के लिए किया गया है।[29][30] इन अध्ययनों का उद्देश्य जीवोत्पत्ति रसायन विज्ञान में उपयोग की जाने वाली प्रजातियों को मुक्त करने में ऐसे उल्कापिंडों की भूमिका की जांच करना है।

जीव विज्ञान के क्षेत्र में एसकेपी का उपयोग घावों से जुड़े विद्युत क्षेत्रों की जांच के लिए किया गया है,[31] और एक्यूपंक्चर बिंदु।[32] इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में, KPFM का उपयोग हाई-के गेट ऑक्साइड/इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के इंटरफेस में चार्ज ट्रैपिंग की जांच के लिए किया जाता है।[33][34][35]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ M. Nonnenmacher; M. P. O'Boyle; H. K. Wickramasinghe (1991). "केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी" (PDF). Appl. Phys. Lett. 58 (25): 2921. Bibcode:1991ApPhL..58.2921N. doi:10.1063/1.105227. Archived from the original (free-download pdf) on 2009-09-20.
  2. ↑ Fujihira, Masamichi (1999). "केल्विन जांच बल आणविक सतहों की माइक्रोस्कोपी". Annual Review of Materials Science. 29 (1): 353–380. Bibcode:1999AnRMS..29..353F. doi:10.1146/annurev.matsci.29.1.353. ISSN 0084-6600.
  3. ↑ Melitz, Wilhelm; Shen, Jian; Kummel, Andrew C.; Lee, Sangyeob (2011). "केल्विन जांच बल माइक्रोस्कोपी और इसका अनुप्रयोग". Surface Science Reports. 66 (1): 1–27. Bibcode:2011SurSR..66....1M. doi:10.1016/j.surfrep.2010.10.001. ISSN 0167-5729.
  4. ↑ Kelvin, Lord (1898). "वी। धातुओं की बिजली से संपर्क करें". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (in English). 46 (278): 82–120. doi:10.1080/14786449808621172. ISSN 1941-5982.
  5. ↑ Zisman, W. A. (1932). "धातुओं में संपर्क संभावित अंतर को मापने का एक नया तरीका". Review of Scientific Instruments (in English). 3 (7): 367–370. Bibcode:1932RScI....3..367Z. doi:10.1063/1.1748947. ISSN 0034-6748.
  6. ↑ Rohwerder, Michael; Turcu, Florin (2007). "High-resolution Kelvin probe microscopy in corrosion science: Scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) versus classical scanning Kelvin probe (SKP)". Electrochimica Acta (in English). 53 (2): 290–299. doi:10.1016/j.electacta.2007.03.016.
  7. ↑ Cheran, Larisa-Emilia; Johnstone, Sherri; Sadeghi, Saman; Thompson, Michael (2007-01-19). "उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैनिंग केल्विन नैनोप्रोब द्वारा कार्य-फ़ंक्शन मापन". Measurement Science and Technology. 18 (3): 567–578. Bibcode:2007MeScT..18..567C. doi:10.1088/0957-0233/18/3/005. ISSN 0957-0233. S2CID 123457387.
  8. ↑ Surplice, N A; D'Arcy, R J (1970). "कार्य कार्यों को मापने की केल्विन पद्धति की आलोचना". Journal of Physics E: Scientific Instruments. 3 (7): 477–482. doi:10.1088/0022-3735/3/7/201. ISSN 0022-3735.
  9. ↑ Wagner, Christian; Green, Matthew F. B.; Leinen, Philipp; Deilmann, Thorsten; Krüger, Peter; Rohlfing, Michael; Temirov, Ruslan; Tautz, F. Stefan (2015-07-06). "स्कैनिंग क्वांटम डॉट माइक्रोस्कोपी". Physical Review Letters (in English). 115 (2): 026101. arXiv:1503.07738. Bibcode:2015PhRvL.115b6101W. doi:10.1103/PhysRevLett.115.026101. ISSN 0031-9007. PMID 26207484. S2CID 1720328.
  10. ↑ 10.0 10.1 McMurray, H. N.; Williams, G. (2002). "Probe diameter and probe–specimen distance dependence in the lateral resolution of a scanning Kelvin probe". Journal of Applied Physics (in English). 91 (3): 1673–1679. Bibcode:2002JAP....91.1673M. doi:10.1063/1.1430546. ISSN 0021-8979.
  11. ↑ "उच्च संकल्प स्कैनिंग केल्विन जांच". Bio-Logic Science Instruments (in British English). Retrieved 2019-05-17.
  12. ↑ Hansen, Douglas C.; Hansen, Karolyn M.; Ferrell, Thomas L.; Thundat, Thomas (2003). "केल्विन जांच प्रौद्योगिकी का उपयोग करके बायोमोलेक्युलर इंटरैक्शन को समझना". Langmuir. 19 (18): 7514–7520. doi:10.1021/la034333w. ISSN 0743-7463.
  13. ↑ Dirscherl, Konrad; Baikie, Iain; Forsyth, Gregor; Heide, Arvid van der (2003). "एमसी-सी सौर कोशिकाओं के गैर-इनवेसिव सतह संभावित मानचित्रण के लिए माइक्रो-टिप स्कैनिंग केल्विन जांच का उपयोग". Solar Energy Materials and Solar Cells (in English). 79 (4): 485–494. doi:10.1016/S0927-0248(03)00064-3.
  14. ↑ Stratmann, M. (1987). "The investigation of the corrosion properties of metals, covered with adsorbed electrolyte layers—A new experimental technique". Corrosion Science (in English). 27 (8): 869–872. doi:10.1016/0010-938X(87)90043-6.
  15. ↑ Nazarov, A. P.; Thierry, D. (2001). "Study of the Carbon Steel/Alkyd Coating Interface with a Scanning Vibrating Capacitor Technique". Protection of Metals. 37 (2): 108–119. doi:10.1023/a:1010361702449. ISSN 0033-1732. S2CID 92117439.
  16. ↑ "Height tracking with the SKP370 or SKP470 module" (PDF). Bio-Logic Science Instruments. Retrieved 2019-05-17.
  17. ↑ Wapner, K.; Schoenberger, B.; Stratmann, M.; Grundmeier, G. (2005). "Height-Regulating Scanning Kelvin Probe for Simultaneous Measurement of Surface Topology and Electrode Potentials at Buried Polymer/Metal Interfaces". Journal of the Electrochemical Society (in English). 152 (3): E114. Bibcode:2005JElS..152E.114W. doi:10.1149/1.1856914.
  18. ↑ Fernández Garrillo, P. A.; Grévin, B.; Chevalier, N.; Borowik, Ł. (2018). "केल्विन प्रोब फोर्स माइक्रोस्कोपी द्वारा कैलिब्रेटेड वर्क फंक्शन मैपिंग" (PDF). Review of Scientific Instruments. 89 (4): 043702. Bibcode:2018RScI...89d3702F. doi:10.1063/1.5007619. PMID 29716375.
  19. ↑ "जीर्णशीर्ण Zn-प्लेटेड Fe नमूने का SKP इमेजिंग उदाहरण।" (PDF). Bio-Logic Science Instruments. Retrieved 2019-05-17.
  20. ↑ Fan, Weijie; Zhang, Yong; Li, Weihua; Wang, Wei; Zhao, Xiaodong; Song, Liying (2019). "इंडक्शन हीटिंग द्वारा माइक्रोकैप्सूल के साथ शेप मेमोरी पॉलीयूरेथेन कोटिंग की बहु-स्तरीय स्व-उपचार क्षमता". Chemical Engineering Journal (in English). 368: 1033–1044. doi:10.1016/j.cej.2019.03.027. S2CID 104432686.
  21. ↑ Borth, David J.; Iezzi, Erick B.; Dudis, Douglas S.; Hansen, Douglas C. (2019). "स्कैनिंग केल्विन प्रोब तकनीक का उपयोग करके यूरेथेन-एस्टर कोटिंग सिस्टम का अविनाशी मूल्यांकन". Corrosion (in English). 75 (5): 457–464. doi:10.5006/3020. ISSN 0010-9312. S2CID 105314795.
  22. ↑ Zhang, Dawei; Zhou, Feichi; Xiao, Kui; Cui, Tianyu; Qian, Hongchong; Li, Xiaogang (2015). "Microbially Influenced Corrosion of 304 Stainless Steel and Titanium by P. variotii and A. niger in Humid Atmosphere". Journal of Materials Engineering and Performance (in English). 24 (7): 2688–2698. Bibcode:2015JMEP...24.2688Z. doi:10.1007/s11665-015-1558-2. ISSN 1059-9495. S2CID 137116966.
  23. ↑ Szklarska, M.; Dercz, G.; Kubisztal, J.; Balin, K.; Łosiewicz, B. (2016). "Semi-Conducting Properties of Titanium Dioxide Layer on Surface of Ti-15Mo Implant Alloy in Biological Milieu". Acta Physica Polonica A (in English). 130 (4): 1085–1087. Bibcode:2016AcPPA.130.1085S. doi:10.12693/APhysPolA.130.1085. ISSN 0587-4246.
  24. ↑ Kong, Decheng; Dong, Chaofang; Ni, Xiaoqing; Man, Cheng; Xiao, Kui; Li, Xiaogang (2018). "कठोर समुद्री वातावरण में दीर्घकालिक क्षरण के दौरान तांबे के क्षरण पर मिश्र धातु तत्वों (Sn, Be) के तंत्र में अंतर्दृष्टि". Applied Surface Science (in English). 455: 543–553. Bibcode:2018ApSS..455..543K. doi:10.1016/j.apsusc.2018.06.029. S2CID 102769318.
  25. ↑ Jin, Z.H.; Ge, H.H.; Lin, W.W.; Zong, Y.W.; Liu, S.J.; Shi, J.M. (2014). "Corrosion behaviour of 316L stainless steel and anti-corrosion materials in a high acidified chloride solution". Applied Surface Science (in English). 322: 47–56. Bibcode:2014ApSS..322...47J. doi:10.1016/j.apsusc.2014.09.205.
  26. ↑ Dirscherl, Konrad; Baikie, Iain; Forsyth, Gregor; Heide, Arvid van der (2003). "एमसी-सी सौर कोशिकाओं के गैर-इनवेसिव सतह संभावित मानचित्रण के लिए माइक्रो-टिप स्कैनिंग केल्विन जांच का उपयोग". Solar Energy Materials and Solar Cells. 79 (4): 485–494. doi:10.1016/s0927-0248(03)00064-3. ISSN 0927-0248.
  27. ↑ Liu, Xiangyang; Zheng, Haiwu; Zhang, Jiwei; Xiao, Yin; Wang, Zhiyong (2013). "Photoelectric properties and charge dynamics for a set of solid state solar cells with Cu4Bi4S9 as the absorber layer". Journal of Materials Chemistry A (in English). 1 (36): 10703. doi:10.1039/c3ta11830d. ISSN 2050-7488.
  28. ↑ Williams, Geraint; McMurray, H. N. (2008). "मानव फ़िंगरप्रिंट - एक स्कैनिंग केल्विन जांच का उपयोग करके धातु की बातचीत का अध्ययन किया गया". ECS Transactions (in English). Washington, DC: ECS. 11 (22): 81–89. Bibcode:2008ECSTr..11v..81W. doi:10.1149/1.2925265. S2CID 98393112.
  29. ↑ Bryant, David E.; Greenfield, David; Walshaw, Richard D.; Evans, Suzanne M.; Nimmo, Alexander E.; Smith, Caroline L.; Wang, Liming; Pasek, Matthew A.; Kee, Terence P. (2009). "Electrochemical studies of iron meteorites: phosphorus redox chemistry on the early Earth". International Journal of Astrobiology (in English). 8 (1): 27–36. Bibcode:2009IJAsB...8...27B. doi:10.1017/S1473550408004345. ISSN 1473-5504. S2CID 97821022.
  30. ↑ Bryant, David E.; Greenfield, David; Walshaw, Richard D.; Johnson, Benjamin R.G.; Herschy, Barry; Smith, Caroline; Pasek, Matthew A.; Telford, Richard; Scowen, Ian (2013). "कम पीएच भू-तापीय वातावरण के तहत सिखोट-एलिन आयरन उल्कापिंड का हाइड्रोथर्मल संशोधन। प्रारंभिक पृथ्वी पर सक्रिय फॉस्फोरस के लिए संभवतः प्रीबायोटिक मार्ग". Geochimica et Cosmochimica Acta (in English). 109: 90–112. Bibcode:2013GeCoA.109...90B. doi:10.1016/j.gca.2012.12.043.
  31. ↑ Nuccitelli, Richard; Nuccitelli, Pamela; Ramlatchan, Samdeo; Sanger, Richard; Smith, Peter J.S. (2008). "माउस और मानव त्वचा के घावों से जुड़े विद्युत क्षेत्र का इमेजिंग". Wound Repair and Regeneration (in English). 16 (3): 432–441. doi:10.1111/j.1524-475X.2008.00389.x. ISSN 1067-1927. PMC 3086402. PMID 18471262.
  32. ↑ Gow, Brian J.; Cheng, Justine L.; Baikie, Iain D.; Martinsen, Ørjan G.; Zhao, Min; Smith, Stephanie; Ahn, Andrew C. (2012). "Electrical Potential of Acupuncture Points: Use of a Noncontact Scanning Kelvin Probe". Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine (in English). 2012: 632838. doi:10.1155/2012/632838. ISSN 1741-427X. PMC 3541002. PMID 23320033.
  33. ↑ Tzeng, S.-D.; Gwo, S. (2006-07-15). "Charge trapping properties at silicon nitride/silicon oxide interface studied by variable-temperature electrostatic force microscopy". Journal of Applied Physics. 100 (2): 023711–023711–9. Bibcode:2006JAP...100b3711T. doi:10.1063/1.2218025. ISSN 0021-8979.
  34. ↑ Khosla, Robin; Kumar, Pawan; Sharma, Satinder K. (December 2015). "Charge Trapping and Decay Mechanism in Post Deposition Annealed Er2O3 MOS Capacitors by Nanoscopic and Macroscopic Characterization". IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 15 (4): 610–616. doi:10.1109/TDMR.2015.2498310. ISSN 1530-4388. S2CID 33548746.
  35. ↑ Khosla, Robin; Rolseth, Erlend Granbo; Kumar, Pawan; Vadakupudhupalayam, Senthil Srinivasan; Sharma, Satinder K.; Schulze, Jorg (March 2017). "Charge Trapping Analysis of Metal/Al 2 O 3 /SiO 2 /Si, Gate Stack for Emerging Embedded Memories". IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 17 (1): 80–89. doi:10.1109/TDMR.2017.2659760. ISSN 1530-4388. S2CID 24247825.


बाहरी संबंध

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