CIGS - Università di Modena e Reggio Emilia

Microscopio Elettronico a Scansione ESEM Quanta-200      ESEM  

 

Ditta Produttrice : Fei Company  - Oxford Instruments

Configurazione Strumentale

Data di installazione : 2005

Rivelatore elettroni secondari (SED) [ High Vacuum ] Rivelatore elettroni secondari (LFD) [Low Vacuum] Rivelatore elettroni secondari (GSED) [ ESEM mode] Rivelatore elettroni retrodiffusi (BSE) [ High Vacuum e Low Vacuum] Rivelatore simultaneo elettroni secondari e retrodiffusi (GBSD) [ ESEM mode] Rivelatore per retrodiffusi (GAD) ottimizzato per l'analisi EDS [Low-Vacuum mode] Tavolino Peltier per raffreddare il campione [ -25/+55 °C ] Hot-Stage per esperimenti dinamici a temepratura variabile [ >=1500 °C ] Sistema per microanalisi X-EDS Oxford INCA-350 Detector Si(Li) con finestra sottile per indagini su elementi a basso numero atomico Software ed hardware per analisi qualitative e quantitative Mapping Line&Grids Automate

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Descrizione della tecnica

La Microscopia Elettronica a Scansione (SEM) permette di ottenere, da un opportuno campione, immagini tridimensionali ad alta risoluzione (~100 A) mediante scansione di un fascio di elettroni in una piccola area del campione in esame. Tutti gli effetti che si producono nel punto di impatto del fascio possono essere utilizzati, tramite appositi rivelatori, per produrre contrasto, quindi l'immagine. Inoltre l'analisi dei raggi X prodotti permette di effettuare analisi composizionale ad alta risoluzione spaziale (microanalisi).

Le modalità di lavoro principali sono 3 :

High Vacuum - In questa modalità il Microscopio opera come un SEM tradizionale su campioni conduttivi con osservazione simultanea di segnale di elettroni secondari ( SED) e retrodiffusi ( BSE ) senza limitazioni di campo visivo.

Low Vacuum -In questa modalità il Microscopio puó operare in condizioni di basso vuoto ( <= 1.5 Torr ) con osservazione simultanea di elettroni secondari ( SED ) tramite apposito rivelatore (LFD) e retrodiffusi (BSE) senza limitazioni del campo visivo. Il processo di ionizzazione del gas permette la compensazione della carica sul campione consentendo l'osservazione di campioni non conduttori senza metallizzazione.

ESEM -In questa modalità il Microscopio puó operare in condizioni estreme di basso vuoto (<=20 Torr ) con osservazione di elettorni secondari ( SED ) tramite apposito rivelatore (GSED) con limitazioni del campo visivo ( ingrandimento minimo ~240X). ANche in questo caso, il processo di ionizzazione del gas permette una compensazione della carica sul campione consentendo l'osservazione di campioni non conduttori senza metallizzazione. La relativamente alta pressione a cui si trova il campione consente la osservazione di campioni con un alto contenuto di sostanze volatili come acqua, grassi ecc... . Raffreddando opportunamente il campione è possibile lavorare in condizioni di 100% di umidità relativa. L'osservazione conteporanea di elettroni retrodiffusi è possibile tramite l'utilizzo di un apposito rivelatore ( GBSD ).

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Applicazioni generali

Si tratta di una tecnica molto generale che trova applicazione sia in campo biologico che nella scienza dei materiali ogni qualvolta si renda necessario visualizzare strutture a forte ingrandimento (da 10X a 100.000X). Particolarmente importante, soprattutto nel campo delle scienze dei materiali, è la possibilità di effettuare una analisi composizionale con risoluzione spaziale dell'ordine del micron.

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Applicazioni tecnologiche e industriali

Industria biomedicale

Problematiche ambientali

Semiconduttori, campioni ceramici e metallici

Industria alimentare

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Tecniche disponibili

• SED Informazioni prevalentemente morfologiche - in tutte le modalità di vuoto
• BSE Informazioni prevalentemente composizionali - in tutte le modalità di vuoto
• X-EDS Informazioni composizionali qualitative e quantitative su elementi con Z >8
• Possibilità di acquisire ed elaborare immagini relative alla distribuzione di elementi all'interno di un'area (mappe) - con alcune limitazioni in condizioni di basso vuoto dovute all'allargamento del fascio ( Beam Skirt )
• Cinetiche a temperatura variabile in modalità ESEM

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Links interessanti

• Come funziona un ESEM
• Un pò di Bibliografia
• Assign, vendita ed assistenza prodotti Oxford

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Downloads

• Tabella di riferimento Pressione/Temperatura/Umidità relativa