تاریخ درج۱۳۹۸/۰۵/۳۰
تعداد بازدید۴۷۲
موضوعات
امتیاز کاربران

نتایج بررسی اعتراضات ارسالی به دبیرخانه نهمین مسابقه ملی نانو

پس از انتشار پاسخنامه تشریحی نهمین مسابقه ملی نانو و طی فرصت اعلام شده برای ارسال اعتراض، دو مورد اعتراض برای شش سؤال 6، 17، 25، 32، 52 و 64 ارسال شد. این اعتراضات توسط تیم علمی نهمین مسابقه ملی نانو بررسی شد؛ نتایج بررسی اعتراضات در ادامه خبر اعلام می‌شود.

همزمان با انتشار پاسخنامه نهمین مسابقه ملی نانو، فرم اعتراض در اختیار شرکت‎کنندگان قرار گرفت تا در بازه زمانی مقرر، اعتراضات احتمالی خود را به سؤالات و پاسخنامه اعلام کنند. طی این بازه زمانی، دو مورد اعتراض به دبیرخانه ارسال شد. این اعتراضات در خصوص سؤالات 6، 17، 25، 32، 52 و 64 مطرح شد که تیم علمی مسابقه ملی، این اعتراضات را مورد بررسی قرار دادند. در ادامه این اعتراضات و نتایج بررسی آن‌ها ارائه می‎شود:

 

سؤال 6

نقاط کوانتومی به نانوبلورهای نیمه‌رسانا با ابعاد کمتر از 10 نانومتر اطلاق می‎شود. منشأ وقوع پدیده‎های چشمک‌زنی، کوانتیزه‎شدن و سمیت سلولی نقاط کوانتومی به‎ترتیب کدام است؟

1- نواقص بلوری در ساختار هسته برهنه نقاط کوانتومی - اثر حدی کوانتومی - تولید رادیکال‌های اکسیژن

2- نشر گسسته تابش نور پیوسته - کاهش فاصله یک جفت الکترون حفره - تولید رادیکال‎های اکسیژن

3- هسته برهنه نقاط کوانتومی - اثر حدی کوانتومی - برهمکنش نقاط کوانتومی با اجزای داخل سلولی

4- نوسانات گرمایی در فصل مشترک هسته/پوسته نقاط کوانتومی - کاهش فاصله یک جفت الکترون/حفره - برهمکنش نقاط کوانتومی با اجزای داخل سلولی

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 1

 

اعتراض وارد شده

نادرستی این سؤال بیشتر به نحوه استدلال برای رد گزینه 3 برمی‎گردد. چون در گزینه 3 ، دو گزاره دوم درست هستند. برای رد گزینه 3 ، طراح گزاره اول را نادرست دانسته است و برای رد آن از یک منطق عجیب استفاده کرده است. حتی اگر بخواهیم خیلی حساسیت به خرج داده و دقیق به موضوع نگاه کنیم، گزینه 3 حالات کامل‎تری را بیان می‎کند و تا آنجا که بنده اطلاع دارم ظاهراً هنوز منشأ پدیده چشمک‎زنی کاملاً مشخص نشده است. ثانیاً الزاماً نقص بلوری عامل پدیده چشمک‎زنی نیست گر چه اصلاً مشخص نشده منظور از نقص بلوری چیست؟ اگر منظور وجود سطح و اتم‌های سطحی است (یعنی آنگونه که در مهندسی مواد سطح به عنوان یک نقص تعریف می‎شود؛ البته نه الزاماً به معنی منفی). اگر منظور از نقص بلوری، جاهای خالی اتمی و اتم بین‎نشین و مانند آن است که بدون این نوع نقص‎ها نیز هنوز پدیده چشمک‎زنی وجود دارد. متأسفانه حفظی بودن و استدلال نادرست در رد یک گزینه موجب شده این سؤال نادرست باشد.

 

نتیجه بررسی اعتراض

پدیده چشمک‎زنی یک اختلال در فرایند نشر است که ناشی از ایجاد نواقص بلوری و وجود نایکنواختی یا ناهمگنی (structural inhomogeneity) در ساختار کریستالی نقاط کوانتومی است. تحقیقات گسترده‎ای برای توسعه نقاط کوانتومی غیرچشمک‎زن انجام شده است که در آن‎ها مبنای جلوگیری از بروز پدیده چشمک‎زنی عبارت است از کپسوله کردن هسته‎ها با لایه‎های متعدد از مواد مورد استفاده به‎عنوان پوسته نقاط کوانتومی یا استفاده از مواد آلیاژی برای دستیابی به پتانسیل شیمیایی یکنواخت بین هسته و پوسته. با این حال، حتی نقاط کوانتومی تولیدی بر اساس تمهیدات فوق نیز دارای تعداد زیادی نقطه کوانتومی است که هنوز هم پدیده چشمک‌زنی در آن‎ها مشاهده می‎شود یا به‎طور دائمی تاریک هستند که دلیل این امر به وجود غیریکنواختی ساختاری و وجود نقایص بلوری مانند غیریکنواختی ترکیب شیمیایی یا نقص چینش (stacking fault) در ساختار نقاط کوانتومی باز می‎گردد. مقالات زیر به‎عنوان منبع جملات فوق توصیه می‎شود.

Orfield, Noah J., et al. "Correlation of atomic structure and photoluminescence of the same quantum dot: pinpointing surface and internal defects that inhibit photoluminescence." ACS nano 9.1 (2014): 831-839.

Ghosh, Yagnaseni, et al. "New insights into the complexities of shell growth and the strong influence of particle volume in nonblinking “giant” core/shell nanocrystal quantum dots." Journal of the American Chemical Society 134.23 (2012): 9634-9643.

از سوی دیگر، سؤال، منشأ پدیده چشمک‌زنی را با توجه به منابع مسابقه مورد سؤال قرار داده است نه مبدأ آن را؛ هسته برهنه سبب ایجاد نواقص شده و نواقص موجب ایجاد پدیده چشمک‎زنی می‎شوند. با این توضیحات واضح است که گزینه 1 پاسخ صحیح است و اعتراض وارد شده قابل قبول نیست.

 

سؤال 17

آندایز فرآیندی الکتروشیمیایی برای افزایش ضخامت لایه اکسید طبیعی روی سطح فلزات بوده و برای سنتز نانوساختارها مورد استفاده قرار می‌گیرد. کدام‌یک از گزاره‌های زیر در مورد این فرایند نادرست است؟

1- هیدروژن در سطح کاتد احیا می‌شود و اکسیژن در سطح آند اکسایش یافته و لایه اکسیدی بر روی فلز آندایزشده رشد می‎کند.

2- میزان سختی و چسبندگی پوشش‌های آندی معمولاً بیشتر از روکش‌های فلزی بوده و مقاومت ماده در برابر خوردگی و سایش با استفاده از فرایند آندایزینگ به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.

3- زمانی‎که فرآیند آندایز آلومینیوم در حضور الکترولیت‌های اسیدی مانند اسید اکسالیک و اسید فسفریک انجام شود، لایه اکسیدی سنتزشده، متخلخل خواهد بود.

4- لایه اکسیدی سدی از نظر شیمیایی فعال، از نظر ابعاد، بسیار نازک و فشرده، و از نظر الکتریکی، دی‌الکتریک است.

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 4

 

اعتراض وارده

در متن سؤال گفته شده که کدام گزینه نادرست است. در متن پاسخ بیان شده که اکسیژن اکسید می‌شود و به صورت یون منفی از سطح آند جدا می‌شود. پس منطقاً لایه اکسیدی ایجاد شده از چه طریقی ایجاد می‌شود؟ وقتی لایه اکسیدی تشکیل می‌شود فلز اکسید می‌شود، یعنی فلز از حالت اکسیداسیونی صفر تبدیل به حالت اکسیداسیونی مثبت می‎شود. برای تأیید این مطلب مواردی از سایت آموزش و منابع دیگر آورده شده است. مطلب پایین از مقاله "مراحل فرآیند آندایز" از سایت آموزش آورده شده است که واکنش اکسید شدن آلومینیوم را نشان می‎دهد.

مطلب پایین نیز از سایت آموزش متن مقاله "سنتز پوشش‌های نانومتخلخل آلومینا" آورده شده است. طبق این مطالب و قوانین شیمی، آلومینیوم اکسید می‌شود نه اکسیژن. اکسیژن در پایین احیا می‌شود. پس گزینه 1 نیز نادرست است و می‌تواند پاسخ سوال باشد.

منبع دیگری غیر از سایت آموزش مقاله مروری زیر در صفحات 7490 و 7491 در مرجع پایین است:

Porous Anodic Aluminum Oxide: Anodization and Templated Synthesis of Functional Nanostructures

البته بهتر است از خود مرجع دیده شود ولی واکنش‌های رخ داده از منبع بالا در زیر آورده شده است:

 

نتیجه بررسی اعتراض

در صورت سؤال و پاسخ آن اشکالی وجود ندارد. مطلبی که از یک مقاله مروری دیگر آورده شده است نیز مؤید درستی سؤال است؛ به‎طوری که هیدروژن در سطح کاتد احیا می‌شود و اکسیژن در سطح آند اکسایش می‌یابد. دقت داشته باشید، در علم الکتروشیمی، کم شدن تعداد الکترون‌های ماده به معنای اکسایش و افزایش تعداد الکترون‌ها به معنای کاهش است. به مقاله (الکتروشیمی و واکنش‌های اکسایش-کاهش) در سایت آموزش مراجعه کنید. از این‌رو سؤال صحیح بوده و مورد اشکال نیست.

 

سؤال 25

فرایندهای رسوب‌دهی از فاز بخار به دو صورت فیزیکی و شیمیایی انجام می‌شود که در آن‎ها مواد به صورت فیزیکی یا شیمیایی، از یک منبع در محفظه خلأ تبخیر یا کنده شده و سپس روی سطح یک زیرلایه به صورت لایه نازک متراکم می‌گردند. کدام گزینه تفاوت میان رو‌ش‌های رسوب‌دهی فیزیکی و شیمیایی از فاز بخار را به درستی بیان می‌کند؟

1- روش‎های رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار دارای مراحل کمتری نسبت به روش‌های فیزیکی هستند.

2- حفرات و پستی و بلندی‎های سطح را می‎توان با استفاده از روش‌های رسوب‌دهی فیزیکی از فاز بخار پوشش‎دهی کرد، اما روش‎های شیمیایی توانایی پوشش‌دهی این مناطق را ندارد.

3- لایه‌نشانی در روش‌های رسوب‌دهی فیزیکی از فاز بخار به‌صورت جهت‌دار بوده اما در روش‌های شیمیایی بدون جهت مشخص انجام می‌پذیرد.

4- روش‎های رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار نیازمند خلأ کمتری نسبت به روش‎های فیزیکی هستند.

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 4

 

اعتراض وارده

اعتراض 1- چندین مورد در این سؤال وجود دارد. در مورد این سؤال مطالب آن منطبق بر سایت است و از جنبه تطابق با متن سایت ظاهراً هیچ مشکلی ندارد. صرف‎نظر از گزینه 2 که به عنوان یک گزینه خوب مطلب نادرستی را بیان می‎کند (و هیچ گونه ابهامی هم ندارد)؛ بنابراین نمی‎تواند گزینه پاسخ سؤال باشد، سه گزینه دیگر دارای ابهام یا مطلبی است که تعیین گزینه نهایی را مشکل می‌کند. در گزینه 4 گفته شده خلأ کمتر؛ مفهوم دقیق خلأ کمتر یعنی چه؛ یعنی فشار کمتر یا فشار بیشتر می‌شود، باید منظور طراح در پرانتز با ذکر فشار کمتر یا بیشتر مشخص می‌شد. گزینه 1 یک مطلب کیفی را بیان می‌کند که مشخص نیست نسبت به چه چیزی است، در حالی که در خود متن سایت گفته: به‌طوری که به دلیل وجود مراحل میانی در روش CVD (تولید ترکیبات واسطه) این روش دارای مراحل بیشتری است. مهم‌تر از همه گزینه 3 است که می‎تواند گزینه نهایی باشد. روشی که جهت‎دار است روش PVD است در حالی که روش CVD اینگونه نیست. اتفاقاً به خاطر همین موضوع است که CVD بهتر می‎تواند پستی‌بلندی‎ها را پوشش دهد و در گزینه 2 بر عکس آن بیان شده و از این‌رو گزینه دو پاسخ نیست و به خوبی گزینه طرح شده است. مطلب بیان شده در سایت کاملاً اشتباه است که CVD روشی جهت‌دار است.

اعتراض 2- جهت‌دار بودن روش PVD و عدم جهت دار بودن CVD صحیح است، لذا گزینه 3 صحیح است. روش PVD عنوان کلی برای روش‌های این دسته از لایه‌نشانی است. در روش تبخیری آن، جهت‎دار بودن ماده منجر به پدیده سایه‌افکنی اتم‎ها و عدم پوشش‎دهی مناسب سطوح غیرمسطح می‎شود. همچنین روش CVD به دلیل عدم پدیده سایه‎افکنی، توانایی خوبی در پوشش‎دهی سطوح غیرمسطح دارد.

 

نتیجه بررسی اعتراض

در بخش 8 مقاله (آشنایی با روش‌های رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD)) تصریح شده است که "رسوب‌دهی در روش CVD به‌صورت جهت‌دار بوده و در روش PVD به‌صورت پراکنده (بدون جهت مشخص) انجام می‌گیرد". طرح سؤالات بر مبنای منابع مشخص و معرفی‌شده از مقالات سایت آموزش نانو از ویژگی‌های این دوره از مسابقه است و علاوه بر شرکت‌کنندگان در مسابقه که ملزم به مطالعه مقالات معرفی‌شده و پاسخگویی بر اساس آن‌ها هستند، طراح سؤالات نیز ملزم به حفظ وفاداری به مقالات در طرح سؤال بوده است. مفاهیمی نظیر استفاده از خلأ کمتر یا مراحل کمتری واضح بوده و هیچ‎گونه ابهامی ندارند. در نتیجه این اعتراض قابل قبول نخواهد بود.

 

سؤال 32

سنتز نانوبلورها با دو روش اصلی شامل روش‌های فیزیکی و روش‎های شیمیایی انجام می‌پذیرد. روش‎های پیرولیز  Pyrolysis و گرماکافت  Thermolysisبه ترتیب زیرمجموعه کدام‎یک از انواع روش‌های سنتز است؟

1- فیزیکی - شیمیایی

2- شیمیایی - فیزیکی

3- فیزیکی - فیزیکی

4- شیمیایی - شیمیایی

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 1

 

اعتراض وارده

اعتراض 1 - در مورد گرماکافت شکی نیست که روشی شیمیایی است. اما پیرولیز بیشتر در تقسیم‌بندی شیمیایی می‎گنجد نه فیزیکی (چون در آن واکنش شیمیایی صورت می‎گیرد)، هر چند اصلاً اینگونه سؤالات مناسب نیست. استدلالات در مورد اینکه پیرولیز یک روش شیمیایی است بر منابع خود سایت آموزش و منابع بیرونی متکی است. اگر سایت را مبنا بگیریم، باز نتیجه متفاوت از آنچه در پاسخنامه آمده است، خواهد بود. شکل مقاله "کنترل مورفولوژی، خواص و کاربردهای نانوساختارهای فلزی" مؤید این موضوع است. این مقاله، مقاله دوم مرجع در پاسخ تشریحی است.

اعتراض 2 – سنتز نانوذرات با روش تخریب حرارتی (پیرولیز) روش شیمیایی برگشت‌ناپذیر است، لذا گزینه 4 صحیح است. در این روش، شرایط حرارتی منجر به تخریب برگشت‌ناپذیر ساختار شیمیایی پیش‎ماده فلز – آلی می‌شود. پیرولیز از جمله واکنش‎های تخریب شیمیایی مواد در غیاب اکسیژن است.

 

نتیجه بررسی اعتراض

با توجه به منابع اعلام شده و مقالات سایت آموزش، مشخص است که روش پیرولیز می‎تواند رویکردها متفاوتی داشته باشد. در شکل شماره 1 مقاله کنترل مورفولوژی، خواص و کاربردهای نانوساختارهای فلزی، توضیح عنوان شکل مرتبط با نانوساختارهای فلزی است و در مقاله سنتز کنترل‌شده نانوبلورهای فلزی پیرولیز یک روش فیزیکی برای سنتز نانوبلورهای فلزی مطرح شده است. جهت مطالعه بیشتر نیز می‌توانید به کتاب زیر نیز مراجعه کنید.

Nanocrystals: Synthesis, Properties and Applications

در نهایت، با توجه به رویکردهای مختلف این روش در سنتز و وجود ابهام برای پاسخ‌دهندگان، هر دو گزینه 1 و 4 به عنوان گزینه‎های صحیح لحاظ خواهند شد.

 

سؤال 52

جمعی از دانش آموختگان رشته نانوفیزیک در طی راه اندازی استارتآپ در زمینه تولید انرژی با استفاده از سلول‌های خورشیدی، با چالشی جدی برای مشخصه‌یابی ترکیب شیمیایی لایه نازک موجود در سطح سلول‌ها تا عمق 53 آنگسترومی مواجه شده‎اند. استفاده از کدام‌یک از روش‌های آنالیز زیر را برای رفع این چالش پیشنهاد می‌کنید؟

(الف) طیف‌سنجی الکترون اوژه AES متداول

(ب) طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه SIMS متداول

(ج) طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس XPS متداول

1- الف و ب

2- ب و ج

3- الف و ج

4- الف و ب و ج

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 3

 

اعتراض وارده

چندین انتقاد به این سؤال وارد است. از این سؤال اصلاً برداشت نمی‎شود که حتماً باید اطلاعات تا عمق 5 نانومتری حاصل شود. اگر بپذیریم اطلاعات حاصل از SIMS از عمق کمتری یعنی یکی دو نانومتری حاصل می‎شود، پس نمی‌تواند از آنالیزهای مورد استفاده باشد. بنابراین خود صورت سؤال بر خواننده مشخص نیست که چه می‎خواهد. دومین ایراد به نتیجه‎گیری است که از متن سایت آموزش حاصل شده است. اینکه گفته شده است یک و دو نانومتری به این معنا نیست که اطلاعات نمی‌تواند از عمق بیشتری هم حاصل شود. این مطلب سایت اشاره به این دارد که در مقایسه با دیگر آنالیزهای سطحی، SIMS قادر است اطلاعات با رزولوشن عمقی Depth resolution  یا z resolution و .. بهتری از عمق کمتری فراهم کند. ولی این ابداً به این معنا نیست که نمی‌تواند اطلاعات را از عمق بیشتری به ما بدهد. نکته دیگر اینکه اتفاقاً SIMS در صنعت نیمه هادی برای بررسی دوپینگ در یک ماده بالک مورد استفاده قرار می‎گیرد؛ اگر فقط اطلاعات محدود به 1 تا 2 نانومتری بود که امکان بررسی دوپینگ در حالت بالک وجود نداشت. همچنین در حالت کلی SIMS به دو نوع Static و Dynamic تقسیم می شود. در هر دو حالت با بمباران سطح مورد بررسی با یون‎های خارجی، اتم‎ها و یون‎های مورد بررسی از سطح ماده هدف جدا شده و مورد بررسی قرار می‎گیرند. در حالت استاتیک فقط قسمت سطحی مورد بررسی قرار می‎گیرند، در حالی که در حالت دینامیک بعد از کنده شدن سری اول اتم‌ها و یون‎ها می‎توان سطح زیرین را مورد بررسی قرار داد و به این ترتیب کل ماده را تا عمق میکرونی ولی با رزولوشن عمقی نانومتری بررسی کرد و یک پروفایل عمقی از نوع عناصر به دست آورد که اصطلاحاً به آن Depth profiling می‎گویند. مدل دینامیک دارای کاربرد بیشتری هم هست. ولی در مجموع طبق مطالب و تصاویر پایین عمقی که اطلاعات از آن حاصل می‎شود محدود به 1 تا 2 نانومتری نیست.

 

نتیجه بررسی اعتراض

طبق مقاله "روش‌های سنتز، آنالیز و کاربردهای لایه‌های نازک" پاراگراف زیر عیناً آمده است:

"روش‌های آنالیز مبتنی بر یون، به‌دلیل حساسیت و قابلیت آشکارسازی تغییرات ترکیب شیمیایی در عمق نمونه به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه یکی از روش‎های آنالیز ترکیب شیمیایی سطوح و لایه‌های نازک است که در آن پرتو شدید یون‌های متمرکز شده در محیط خلأ به‌طور مستقیم به سطح نمونه برخورد می‌کند. انتقال انرژی از یون‌های اولیه برخوردی به سطح نمونه باعث کندوپاش اتم‌ها و مولکول‌های سطح می‌شود. ذرات پراکنده شده از سطح که دارای بارهای مثبت و منفی هستند، یون ثانویه نامیده می‌شوند. با استفاده از این روش نوع و مقدار عناصر موجود در سطح تا عمق 1-2 نانومتر قابل اندازه‌گیری است."

واضح است که مقادیر مختلفی برای عمق قابل شناسایی در منابع مختلف معرفی شده است که به تغییر شرایط اجرای آزمون‌های مشخصه‌یابی (مانند منبع یون اولیه) باز می‌گردد و در مقاله "روش‌های سنتز، آنالیز و کاربردهای لایه‌های نازک"، به عنوان تنها مرجع اصلی طرح سؤال، به‌وضوح عمق قابل دست‌یابی توسط روش‌های مشخصه‌یابی مختلف اشاره شده است. از این رو اعتراض وارد شده به این سؤال قابل قبول نخواهد بود.

 

سؤال 64

هنگام تصویرسازی از سطح یک زیرلایه نانوساختار با استفاده میکروسکوپ‎های نیروی اتمی AFM و میکروسکوپ تونلی روبشی  STM، تصاویر کاملاً متفاوتی به دست آمد. با بررسی مجدد سطح نمونه مشخص شد که چندین قطره آب مقطر روی سطح باقی مانده بود. با در نظر گرفتن چنین شرایطی، به نظر شما کدام گزینه در ارتباط با تصاویر حاصل با این دو روش صحیح است؟

1- تصویر حاصل از AFM در حالت استاتیکی، نشان‎دهنده سطح آب بوده است.

2- تصویر حاصل از AFM در حالت دینامیکی، نشان‌دهنده سطح آب بوده است.

3- تصویر حاصل از STM در حالت جریان ثابت، نشان‎دهنده سطح آب بوده است.

4- تصویر حاصل از STM در حالت جریان ثابت، نشان‎دهنده سطح زیرلایه بوده است.

 

گزینه صحیح در پاسخنامه اولیه: گزینه 2

 

اعتراض وارده

ابتدا اینکه این صحیح نیست که مد دینامیک سطح آب را نشان می‌دهد و سطح زیرین را نشان نمی‎دهد. آنچه در واقع قطره آب را نشان می‎دهد مد غیرتماسی است و نه استاتیک و دینامیک بودن. اما در مورد گزینه 4، از جنبه منطقی دلیلی بر نادرست بودن گزینه 4 نیست. اینکه قطره آب مقطر نارساناست دلیلی بر عدم تصویربرداری نیست. با این استدلال چون هوا و خلأ عایق هستند و زیرلایه در این محیط‎ها قرار می‎گیرد نمی‎توان تصویر گرفت. در واقع قطره آب در اینجا محیط تصویربرداری است و نه نمونه که رسانش و عدم رسانش روی امکان تصویربرداری تأثیر بگذارد. حتی تصویربرداری STM در محیط آب صورت می‌گیرد. در مد جریان ثابت در STM ، ارتفاع تیپ (پروب، سوزن) به گونه‎ای تنظیم می‎شود که جریان کوانتومی ثابت بماند. جریان کوانتومی نیز در حدود کمتر از 1 نانومتری نمونه ایجاد می‎شود. با توجه به این مطلب، سوزن در هنگام حرکت افقی از قطره آب نارسانا نیز عبور می‎کند تا خود را هماهنگ با ناهمواری‎های نمونه نگه دارد و یک تصویر از سطح خود نمونه به‎دست دهد. در واقع صرف نظر از وجود قطره آب و ارتفاع و آب، در فاصله نزدیک 1 تا 2 نانومتری از سطح قرار دارد. یعنی چه قبل از اسکن قطره آب و چه در هنگام اسکن قطره آب و چه بعد از اسکن قطره آب، همواره سوزن در فاصله یکی دو نانومتری نمونه است و بسته به ناهمواری‎های سطح نمونه، ارتفاع خود را در همین بازه یکی دو نانومتری تنظیم می‌کند. پس اگر قرار به درستی گزینه‎ای باشد گزینه 4 صحیح‎تر است. مباحث دیگری نیز در مورد این سؤال وجود دارد که از آن‌ها صرف‌نظر می‌شود. در کل پیشنهاد این است که این سؤال حذف شود تا گزینه صحیح آن تغییر کند.

 

نتیجه بررسی اعتراض

میکروسکوپ تونلی روبشی دستگاهی است که برای بررسی ساختار و برخی از خواص سطوح مواد رسانا (و همچنین مواد بیولوژیکی که تا حدی رسانا هستند)، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرفی چون احتمال این وجود دارد که مقداری آب مقطر (عایق) بین سوزن و زیرلایه قرار گیرد، مشخصه‌یابی را با مشکل مواجه می‌کند. در صورتی‌که اگر آب معمولی روی زیرلایه تشکیل می‌شد، به‌دلیل وجود رسانایی الکتریکی در آن، امکان مشخصه‌یابی زیرلایه بدون مشکل وجود داشت. در بخش 3 مقاله "میکروسکوپ تونلی روبشی" عیناً این جمله آمده است که "میکروسکوپ تونلی روبشی، تنها می‌تواند جهت مطالعه سطوحی که از لحاظ الکتریکی رسانایی قابل قبولی دارند، مورد استفاده واقع شود." بنابراین، گزینه‌های 3 و 4 حذف خواهند شد. یکی از اهداف طرح این سؤال تشخیص این مطلب است که AFM در حالت استاتیکی می‌تواند سطح زیر مایع را تصویر کند.

حالت استاتیکی: مطابق تعریف، به ناحیه‌ای "ناحیه تماس" می‌گویند که نیروی بین سوزن و سطح، دافعه باشد. در مقایسه با مدهای دیگر، نیروی وارد شده به سطح در مدهای تماسی بزرگ‌تر است. از طرفی، به‌دلیل تماس پیوسته سوزن با سطح حین فرآیند روبش نیروهای اصطکاکی قابل توجهی به سطح و سوزن وارد می‌شود که موجب آسیب‌دیدگی سطوح و کند شدن سوزن می‌گردد.

حالت دینامیکی: در روش دینامیکی؛ کانتی‌لیور AFM در نزدیکی سطح نمونه ارتعاش می‌کند. مزیت این روش این است که توپوگرافی سطح بدون تماس یا با تماس خیلی کم بین سوزن و نمونه اندازه‌گیری می‌شود.

نکته‌ای که بایستی دقت شود آن است که آب مقطر برخلاف آب معمولی ماده‌ای عایق است و میکروسکوپ تونلی روبشی دستگاهی است که برای بررسی ساختار و برخی از خواص سطوح مواد رسانا (و نیز مواد بیولوژیکی که تا حدی رسانا هستند) مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، سؤال مورد نظر کاملاً صحیح است.

 

جمع‌بندی اعتراضات

با توجه به اعتراضات بیان شده و بررسی‌های صورت گرفته، اعتراض وارده به هیچ یک از سؤالات، به غیر از سؤال 25 ، وارد نیست. در این سؤال، به دلیل احتمال ابهام ایجاد شده برای شرکت‌کنندگان در حین پاسخ‌دهی، هر دو گزینه 1 و 4 به عنوان گزینه‌های صحیح لحاظ خواهند شد.

ردیف شماره سؤال مورد اعتراض نتیجه بررسی اعتراض
1 6 وارد نیست – سؤال صحیح است.
2 17 وارد نیست – سؤال صحیح است.
3 25 وارد نیست – سؤال صحیح است.
4 32 با توجه به رویکردهای مختلف روش پیرولیز در سنتز، هر دو گزینه 1 و 4 به عنوان پاسخ صحیح در نظر گرفته شد.
5 52 وارد نیست – سؤال صحیح است.
6 64 وارد نیست – سؤال صحیح است.