المجهر البصري الماسح ذي الحقل القريب
مقدمة
المجهر الضوئي القريب (SNOM) هو تقنية متقدمة في علم الميكروسكوب تستخدم لدراسة الخصائص الضوئية للمواد على مستوى النانو. تعتمد هذه التقنية على استخدام شعاع ضوئي يمر بالقرب جداً من سطح العينة (في نطاق نانوي) مما يسمح بالحصول على صور عالية الدقة تتجاوز حدود الدقة التقليدية للمجاهر الضوئية.
يمكن تحقيق دقة بصرية في نطاق 60-100 نانومتر. يتم إنشاء صورة بصرية عن طريق مسح سطح العينة نقطة بنقطة وخط بخط. التطبيقات التقليدية تُستخدم هذه التقنية في أبحاث التكنولوجيا النانوية وخصوصًا في مجالات دقة عالية مثل نانو-الفوتونات ونانو- البصريات، وكذلك في علم الأحياء وأبحاث المواد، يُسمح لـ SNOM باكتشاف أدق البنى السطحية للعيِّنات الشفافة وغير الشفافة، وباستخدام تقنيات التألق، يمكن تحديد وحتى اكتشاف جزء واحد من جزئية بسهولة.
التعريف بالقياس
قياس SNOM (Scanning Near-field Optical Microscopy)هو نوع من المجهر الإلكتروني ذو الاستجابة بالمسح. في المجهر البصري الماسح ذي الحقل القريب، يتم تركيز ضوء الليزر التحفيزي من خلال فتحة بقطر أصغر من طول موجة التحفيز، مما يؤدي إلى حقل متلاشٍ (أو قريب) على الجانب البعيد من الفتحة. عند مسح العينة من مسافة صغيرة تحت الفتحة، يكون حد دقة الضوء .
المنقول أو المنعكس فقط بقطر الفتحة
الفائدة من القياس
دقة عالية: يمكن لـ SNOM تحقيق دقة تصل إلى 10 نانومتر، ما يجعلها مناسبة لدراسة الهياكل النانوية.
تحليل الخصائص الضوئية: تتيح هذه التقنية دراسة الخصائص الضوئية للعينات مثل الانبعاث الضوئي والامتصاص والتشتت.
التطبيقات المتعددة: تُستخدم في مجالات مختلفة مثل علم المواد، البيولوجيا، الكيمياويات، وعلوم النانو.
أنواع العينات القابلة للقياس
المواد النانوية: مثل الجسيمات النانوية، والأفلام الرقيقة.
البيولوجيا: مثل الخلايا والأنسجة، لدراسة الخصائص الضوئية لأجزاء محددة.
المواد الصلبة: مثل البلورات والمعادن، لدراسة التفاعلات الضوئية.
المركبات الكيميائية: لدراسة التفاعلات في مستوى النانو.
شروط القياس
يجب أن تكون العينة مُحضرة بشكل دقيق، وغالبًا ما تتطلب أن تكون سطحها أملساً.
يجب تثبيت العينة بشكل جيد على شريحة المجهر.
يجب أن تتم القياسات في بيئة مستقرة (درجة الحرارة والرطوبة).
تحليل النتائج
يتم تفسير النتائج بناءً على الخصائص الضوئية والمعلومات المستخلصة من القياسات.
تقنية SNOM تُعتبر أداة قوية لدراسة المواد على مستوى النانو، وتوفر معلومات قيمة حول الخصائص الضوئية للعينات. من خلال الالتزام بالشروط المطلوبة وتحليل النتائج بدقة، يمكن للباحثين الحصول على رؤى جديدة ومفيدة في مجالات متعددة.