Microscopia electronica

Indrumator:Munteanu DanielMasterand:Riciu Roxana Adelina

Cuprins1 Notiuni generale2 Tipuri de semnale3 Microscopia TEM(Transmission Electron Microscopy ) 4 Microscopia SEM (Scanning electron microscope) 5 Microscopia ESEM

Un microscop este un instrument optic de mare precizie, care foloseste o lentila sau o combinatie de lentile, pentru a produce imagini mult marite ale unor specimene sau obiecte mici in special atunci cand sunt prea mici pentru a le observa cu ochiul liber.Prin microscopie se intelege folosirea unui microscop sau investigarea cu ajutorul microscopuluin microscopia electronic fasciculul de lumin este nlocuit cu un fascicul de electroni accelerai

Figura 1.1. Semnalele rezultate n urma interaciei dintre fasciculul de electroni i corpul solid

2. Tipuri de semnale

Tipul semnalului, compoziia probei i tensiunea de accelerare au un efect asupra rezoluiei microscopului, prin modificarea mrimii i formei volumului de interacie. n cele mai multe cazuri volumul de interacie este semnificativ mai mare dect mrimea spot-ului, iar acest volum va deveni limita actual a rezoluiei.

2.1. Electronii secundari

Electronii secundari (SE) sunt electronii atomilor din prob care sunt ejectai n mediu datorit interaciei cu electronii primari din fascicul. n general, ei au energii foarte mici (prin convenie mai mici de 50 eV). Datorit faptului c au energii foarte mici, acest tip de electroni poate scpa din suprafaa probei doar dintr-o regiune de foarte mic adncime. Prin urmare, electronii secundari ofer imagini de cea mai bun rezoluie

2.2. Electronii retrodifuzaiElectronii retrodifuzai (BSE), sunt electronii primari care au fost mprtiai n afara suprafeei probei, datorit ciocnirilor elastice cu nucleele din atomii probei. Aceti electroni posed energii mari, cuprinse (prin convenie ntre 50eV i tensiunea de accelerare a fasciculului). Acest tip de electroni provin dintr-un volum mai mare de interacie cu substana, ceea ce contribuie la pierderea rezoluiei n imaginile de electroni retrodifuzai

2.3. Recombinarea i catodoluminiscenaPrin interaciunea unui fascicul incident cu o prob, muli electroni secundari produi nu pot prsi proba i sunt anihilai, n urma mprtierilor, prin procese de recombinare electron-gol. Dac procesul de recombinare este nsoit de emisia de fotoni optici, apare fenomenul de catodoluminiscen. Mecanismul acestei fotoemisii este similar cu luminiscena n sensul c este stimulat de o serie de elemente active, aflate n cantiti foarte mici n aria probei bombardate cu fasciculul de electroni

2.4. Emisia de radiaii X i electroni AugerEmisia de radiaii X se produce dac un electron de pe un nivel energetic inferior este excitat de fasciculul primar de electroni i trece pe un nivel energetic superior, sau prsete complet atomul (fotoelectron).

Locul vacant este ulterior ocupat de un alt electron care cade de pe un nivel energetic superior i emite un foton de radiaie X, de energie h egal cu diferena dintre energiile corespunztoare celor dou niveluri energetice ntre care a avut loc tranziia.

Microscopia cu electroni poate fi impartita in doua mari categorii:-de transmisie, in cazul specimenelor aproape bidimensionale sau de investigare a suprafetei in cazul celor tridimensionale-de scanare, Microscopul Electronic cu Scanare (SEM - Scanning Electron Microscope), Microscopul Electronic cu Scanare in Mediu (ESEM - Environmental SEM) , Microscopul Electronic cu Reflexie (REM- Reflection Electron Microscope),

3.Microscopia TEM (Transmission Electron Microscopy ) Foloseste un fascicul de electroni accelerati si focalizat de o serie de lentile magnetice care sunt transmise prin specimen.Rezolutia TEM-ului are o limita fundamentala data de aberatiile de sfericitate, dar in noile generatii de microscoape aceasta aproape a fost eliminata.

Fig.2 Coloana TEM

4. Microscopia SEM (Scanning electron microscope)Spre deosebire de TEM unde fasciculul de electroni emergent contine intreaga imagine a specimenului analizat, in cazul SEM-ului, la un anumit moment de timp, fasciculul emergent poate sa contina doar o informatie locala (un 'pixel' ) din imagine. Pentru a putea reproduce imaginea intreaga, este nevoie ca fasciculul de electroni sa baleieze pe intreaga suprafata a specimenului.

Fig.3 Compunentele principale ale SEM-ului: coloana, camera, sistemul de vidare

Fig.4 Microscop electronic de baleiaj (SEM/ESEM EDAX) QUANTA 200

Domeniu de utilizare:probe conductoare sau/si probe care se examineaza pregatite conventional(metalizate);probe neconductoare posibilitatea analizarii fara pregatire (nemetalizate);probe incompatibile cu vidul: functionare in mod ESEM (presiunea mediului) (probe cu continut de apa, de exemplu hidrogeluri);Putere de rezolutie:3,0 nm pt imagini cu electroni secundari ( SE Imagini in toate cele trei moduri de functionare);4,5 nm pt imagini cu electroni retrodifuzati;Tensiune de accelerare: 200 V 30 kV;Marire: maxim 1 000 000X.

5.Microscopia ESEMImportanta sa deriva din faptul ca este singurul tip de microscop cu electroni care nu este limitat la functionarea in vid. Din acest motiv se poate folosi pentru examinarea celulelor vii in mediul lor natural sau in aerul atmosferic. Marea inovatia a acestui dispozitiv consta in sistemul de pompare diferentiala: intre sursa de electroni si specimen exista mai multe niveluri diferite de pompare.. Cu cateva diferente, in cazul ESEM-ului imaginea se formeaza ca in cazul SEM-ului.

Va multumesc!