Il Microscopio elettronico a scansione Come si formano le immagini

Abbiamo visto che il fascio nel SEM opera una scansione in un’area del campione grazie alle bobine di deflessione che sono sincronizzate con la scansione di un monitor CRT o con i più moderni schermi di un PC L’interazione fascio-campione varia punto per punto  il segnale emesso è influenzato dalle proprietà del campione: (i.e. topografia, composizione..) Il segnale in uscita dai rivelatori dipenderà dal numero di elettroni emessi localmente e varierà in luminosità nei diversi punti dell’immagine finale.

Immagini: Elettroni secondari Utilizzate per indagini topografiche-morfologiche L’intensità del segnale dipende da : composizione, conducibilità del campione, angolo di incidenza tra fascio e normale alla superficie. Immagini con buona profondità di campo, buon potere risolutivo, buon contrasto generato da morfologia e composizione.

Immagini: Elettroni Backscattering Utilizzate per indagini composizionali Il numero atomico dell’elemento colpito dal fascio modifica il meccanismo delle retrodiffusione Maggiore è il numero atomico, maggiore è la frazione di elettroni retrodiffusi

Alcuni esempi: immagine SE

Alcuni esempi: immagine BSE

Esempi BSE SE

Perché si formano le ombre? Zone di ugual materiale, che ricevono dal fascio elettronico del SEM una uguale dose di elettroni, possono risultare più scure o più chiare nella immagine finale a seconda che la superficie sia orientata favorevolmente o meno rispetto al rivelatore. Gli elettroni generati in cavità (o “mascherati” rispetto al rivelatore) vengono raccolti solo in parte e quindi daranno un segnale debole.

Un diverso punto di osservazione Nella immagine in secondari si ha l'apparenza di una ombreggiatura che mette in ombra quelle porzioni di superficie sfavorevolmente orientate verso il rivelatore. Il rivelatore agisce come se fosse una fonte luminosa (nonostante non emetta nulla, ed anzi riceva), che proietta ombre sulla superficie osservata.

Principio di reciprocità ottica-elettronica Nel Sem la reale fonte della radiazione è il sistema che genera gli elettroni e le collima nelle lenti, e la “macchina fotografica” sono i sensori che ricevono i segnali emessi Se si osservano le immagini sembra che l’illuminazione provenga dai sensori mentre il punto di vista, l’occhio che riceve le immagini, sembra essere la lente obiettivo del SEM