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Microscopio Elettronico a Scansione FE-SEM LEO 1525 - ZEISS A. Di Michele Materiali Nanostrutturati - Dipartimento di Fisica 20 Aprile 2012.

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Presentazione sul tema: "Microscopio Elettronico a Scansione FE-SEM LEO 1525 - ZEISS A. Di Michele Materiali Nanostrutturati - Dipartimento di Fisica 20 Aprile 2012."— Transcript della presentazione:

1 Microscopio Elettronico a Scansione FE-SEM LEO ZEISS A. Di Michele Materiali Nanostrutturati - Dipartimento di Fisica 20 Aprile 2012

2 Laboratorio LUNA Laboratorio Universitario NAnomateriali Acquistato grazie a Gruppi di ricerca: -Dipartimento di Fisica -Dipartimento di Chimica -Dipartimento di Scienze della Terra -Dipartimento di Chimica e Tecnologia del Farmaco Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia

3 Nanotecnologie 1 nm = 1 miliardesimo di metro Aree della Scienza e della tecnologia relative a MATERIALI e STRUTTURE con dimensioni fino a 100 nanometri

4 Microscopia elettronica SEM (Scanning Electron Microscopy) TEM (Transmission Electron Microscopy) Microscopia di sonda AFM (Atomic Force Microscopy) STM (Scanning Tunneling microscopy) MFM (Magnetic Force Microscopy)

5 IL SEM Il Microscopio Elettronico a Scansione sfrutta la generazione di un fascio elettronico ad alta energia nel vuoto. Il fascio viene focalizzato da un sistema di lenti e deflesso per scandire una area del campione Linterazione fascio-campione genera vari segnali che vengono acquisiti da opportuni detectors e successivamente elaborati fino a formare una immagine

6 lingrandimento è limitato dal potere di risoluzione Per aumentare lingrandimento bisogna aumentare il limite di risoluzione SOSTITUZIONE DELLA LUCE CON GLI ELETTRONI

7 microscopio elettronico a scansione (SEM) scanning electron microscope il campione viene fissato e rivestito da uno strato metallico una sonda effettua una scansione del campione tramite un fascio molto sottile di elettroni quando il fascio di elettroni colpisce il campione, gli atomi di superficie liberano elettroni

8 Microscopi elettronici Utilizzano un fascio incidente di elettroni che interagisce con il campione SEM TEM EDX

9 Elettroni secondari (SE), sono gli elettroni del campione legati ai livelli atomici più esterni, che ricevono dal fascio incidente unenergia addizionale sufficiente ad allontanarli. Hanno un energia di circa 50 eV e sono emessi dagli strati più superficiali del campione. Portano le informazioni morfologiche Elettroni retrodiffusi (BSE), rappresentano quella porzione di elettroni del fascio che viene riflessa con energia fino a quella di incidenza. Sono portatori di segnali principalmente composizionali. La quantità di BSE dipende in massima parte dal numero atomico medio del materiale presente nel piccolo volume irradiato dal fascio. Limmagine BSE rispecchia la variazione del numero atomico medio allinterno del campione e permette quindi di individuare le fasi che costituiscono le diverse parti del campione. Elettroni retrodiffusi (BSE), rappresentano quella porzione di elettroni del fascio che viene riflessa con energia fino a quella di incidenza. Sono portatori di segnali principalmente composizionali. La quantità di BSE dipende in massima parte dal numero atomico medio del materiale presente nel piccolo volume irradiato dal fascio. Limmagine BSE rispecchia la variazione del numero atomico medio allinterno del campione e permette quindi di individuare le fasi che costituiscono le diverse parti del campione. Raggi X, caratteristici degli elementi che compongono il campione in esame, possono essere registrati e discriminati sulla base della lunghezza donda (WDS) o dellenergia (EDS). Lintensità di queste radiazioni caratteristiche è proporzionale alla concentrazione dellelemento nel campione. La microanalisi ai raggi X dà informazioni specifiche circa la composizione degli elementi del campione, in termini di quantità e distribuzione (Mappe X e profili di concentrazione)

10 Colonna Gemini Alta risoluzione; Alta risoluzione; Alta profondità di campo; Alta profondità di campo; Possibilità di ottenere numerose informazioni sul campione; Possibilità di ottenere numerose informazioni sul campione; Possibilità di utilizzarlo come mezzo per microfabbricazione Possibilità di utilizzarlo come mezzo per microfabbricazione

11 Sorgente

12 Brillanza (tipo di sorgente) ed efficienza del rivelatore degli SE Numero di elettroni per angolo solido Brillanza

13 Colonna GEMINI Progettata per ottenere immagini ad altissima risoluzione alle basse tensioni di accelerazione ( < 3kV). Aumento della raccolta del segnale. Drammatica riduzione degli effetti dell aberrazione cromatica e sferica e dei campi magnetici ambientali Alta brillanza Basso spread energetico (aberrazione cromatica) Fascio stabile Alta corrente EDX e WDX

14 ESEMPI Mattonella Fotoattiva – TiO 2 SEM FE - SEM

15 Catalizzatori SEM FE - SEM TEM Co/TiO 2 Ni/SiO 2

16 Cella Fotovoltaica Analisi EDX

17 Grazie per lattenzione


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