Scanning Electron Microscope Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης Scanning Electron Microscope Quanta 200 FEI Company

1 9 3 1 Οι Max Knoll και Ernst Ruska κατασκευάζουν το πρώτο ηλεκτρονιακό μικροσκόπιο διαπερατότητας (TEM)

Ηλεκτρονιακά Μικροσκόπια Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης Scanning Electron Microscope Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Διερχόμενης Δέσμης Transmission Electron Microscope Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης Διερχόμενης Δέσμης Scanning Transmission Electron Microscope Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Υψηλής Ανάλυσης Διερχόμενης Δέσμης High Resolution Transmission Electron Microscope

Διάφορα είδη ηλεκτρονιακής μικροσκοπίας TEM

Οπτικό μικροσκόπιο - SEM

Σχηματικό Διάγραμμα Μικροσκοπίου

Εισαγωγή δείγματος Ελάχιστη ποσότητα δείγματος Αγώγιμη ταινία άνθρακα Δειγματοφορέας

Πηγή ηλεκτρονίων Νήμα βολφραμίου

Διάγραμμα δέσμης ηλεκτρονίων

Σύστημα κενού με δύο αντλίες Πίεση θαλάμου δείγματος Υψηλό κενό (High Vacum ≈ 2▪e-3 Pa) Χαμηλό κενό (Low Vacum 3-12 Pa) Περιβάλλοντος (ESEM, Environmental Scanning Electron Microscopy)

Αλληλεπιδράσεις δέσμης-δείγματος Δέσμη ηλεκτρονίων Δευτερογενή e- Φωτόνια Auger e- Οπισθοσκεδαζόμενα e- Ακτίνες Χ Θέρμανση Φόρτιση Ογκος αλληλεπίδρασης Δείγμα Διερχόμενα e- Ελαστικά Σκεδαζόμενα e- Μη Ελαστικά Σκεδαζόμενα e-

Ελαστική σκέδαση Μη ελαστική σκέδαση E0 i e E1 Secondary Electrons Οπισθοσκεδαζόμενα ηλεκτρόνια BackScattered Electrons Δευτερογενή ηλεκτρόνια Secondary Electrons

Οπισθοσκεδαζόμενα ηλεκτρόνια Εικόνα οπισθοσκεδαζομένων ηλεκτρονίων Ανιχνευτής οπισθοσκεδαζομένων ηλεκτρονίων

Δευτερογενή ηλεκτρόνια Εικόνα δευτερογενών ηλεκτρονίων

Γεωμετρία ανιχνευτών BSD SED α) οθόνη φωσφόρου Εξοδος στήλης Γωνία Εκπομπής  Γωνία συλλογής  SED Δείγμα BSD 4.Φωτοπολλαπλασιαστής 3.Αγωγός φωτός β) στόχος α) οθόνη φωσφόρου (Al-coated) (+10 kV) 1.Πλέγμα (κελλί Faraday) (-150 - +300 V) 2.Σπινθηριστής 5.Ενισχυτής Ανιχνευτής SE

Ανιχνευτές Ανιχνευτής οπισθοσκεδαζόμενων ηλεκτρονίων: (Solid-State Detector) Ανιχνευτής δευτερογενών ηλεκτρονίων: (Everhart-Thornley)

Βάθος αλληλεπίδρασης Ηλεκτρόνια δέσμης ~ 10 nm: SE ...μορφολογία ~ 1-2 m: BSE..σύσταση Is the GBSD detector standard ?? Are there ESD detectors shipped ?? ~ 2-5 m: ακτίνες Χ στοιχειακή ανάλυση Βάθος αλληλεπίδρασης

Επίδραση δυναμικού επιτάχυνσης και ατομικού αριθμού στο βάθος αλληλεπίδρασης

Απεικόνιση δείγματος Η εικόνα σχηματίζεται όταν λαμβάνεται το σήμα από το δείγμα και μεταφέρεται σε μία οθόνη CRT

Μεγέθυνση Η μεγέθυνση δημιουργείται μειώνοντας το μέγεθος της επιφάνειας από την οποία λαμβάνεται το σήμα και καθορίζεται από το λόγο: Mag. = L2/L1

Εικόνες Δευτερογενών ηλεκτρονίων Ψηφιακής μίξης Οπισθοσκεδαζόμενων

Συνεχές φάσμα ακτίνων Χ Χαρακτηριστικές Κ γραμμές Χαρακτηριστικές L γραμμές

Auger ηλεκτρόνια

Ανιχνευτής Ακτίνων Χ

Σειρά ατομικού αριθμού χαρακτηριστικών Κ γραμμών

Στοιχειακή ανάλυση σημείου Element wt % Grey Ag 7.89 Cd 0.50 Cu 56.24 Zn 35.37 100.00 White Zn 6.17 Ag 61.77 Cd 32.06

Στοιχειακή χαρτογράφηση Διατομή άρθρωσης συγκόλλησης Pb/Sn σε ένα επινικελωμένο σύρμα Cu/Pb Διατομή άρθρωσης συγκόλλησης Pb/Sn σε ένα επινικελωμένο σύρμα Cu SEM image 2500x Διατομή άρθρωσης συγκόλλησης Pb/Sn σε ένα επινικελωμένο σύρμα Cu/Pb SEM image 2500x SEM image 2500x SEM image 2500x Συνδυασμός της αποτύπωσης της κατανομής των στοιχείων: Ni, Sn, Pb

Παράγοντες που επηρρεάζουν την ποιότητα της εικόνας Εστίαση της δέσμης Αστιγματισμός της δέσμης Δυναμικό επιτάχυνσης Διάμετρος δέσμης Απόσταση εργασίας Απόσταση πηγής από την άνοδο

Εστίαση δέσμης Focus Over Focus Under Focus

Διόρθωση αστιγματισμού της δέσμης

Επιλογή δυναμικού επιτάχυνσης

Διάμετρος Δέσμης

Επίδραση απόστασης εργασίας Διακριτική ικανότητα (nm) Απόσταση εργασίας (mm)

Επίδραση απόστασης πηγής από την άνοδο Διακριτική ικανότητα Απόσταση νήματος από την άνοδο σε μm Διάρκεια ζωής νήματος 15 ώρες Διάρκεια ζωής νήματος 60 ώρες Διάρκεια ζωής νήματος 45 ώρες

Βελτιστοποίηση όλων των παραμέτρων ανάλογα με το είδος του δείγματος

Εφαρμογές Κρύσταλλοι χαλκού πριν και μετά από διάβρωση

Ελεγχος μικροδομής κρυστάλλων Κρύσταλλοι χαλαζία με καλσίτη

Ελεγχος δομής μεμονωμένων κρυστάλλων Κρύσταλλος CaCO3

Δείγμα Τέφρας Δασικής Υλης Έλεγχος μορφολογίας Δείγμα Τέφρας Δασικής Υλης

αιωρουμένων σωματιδίων ατμόσφαιρας Έλεγχος μορφολογίας Δείγμα Φίλτρου ΡΜ2.5 αιωρουμένων σωματιδίων ατμόσφαιρας

αιωρουμένων σωματιδίων ατμόσφαιρας Έλεγχος μορφολογίας Δείγμα Φίλτρου ΡΜ10 αιωρουμένων σωματιδίων ατμόσφαιρας

Βιολογικά υλικά Κουνούπι Ψύλλος Σκουλήκι Μαύρη αράχνη

SEM και …τέχνη Επιφάνεια ροδοπέταλου Αλάτι και πιπέρι Αιμοφόρα αγγεία Αλάτι και πιπέρι 1ο βραβείο φωτογραφίας 2005