Elektronmikroszkóp Laboratórium

Berendezéseink:

  • HITACHI S4300-CFE pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) téremissziós elektronforrással, Bruker (SDD) energia-diszperzív röntgen detektorral 
  • JEOL 2000 FX-II transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM) La6B/W elektronforrással, Oxford Si(Li) energia-diszperzív röntgen detektorral

 

Pásztázó Elektronmikroszkóp (SEM)

SEMA SEM-ben egy keskeny elektronszonda pásztázza a minta felületét szinkronban a kijelző képenyő elektronnyalábjával. A berendezés detektorai mérik a mintából jövő különféle jelek intenzitását és a megfigyelő képernyő megfelelő pixelének fényességét modulálják a detektált jelerősségnek megfelelően.

Fontos tudni, hogy a SEM-kép nem feltétlenül a felületét mutatja. A mintát érő nagyenergiájú elektronok ugyanis behatolnak a mintába, ahol különböző jelek keletkeznek (szekunder, visszaszórt és Auger elektronok, karakterisztikus Röntgensugárzás, még látható fény is). Adott minta esetén az elektronnyaláb energiája, valamint a detektált jel határozza meg azt, hogy milyen mélyről kapunk információt.

Energia diszperzív röntgenspektroszkópia (EDS)
A mintát érő nagyenergiájú elektronnyaláb gerjeszti minta atomjait, lyukakat hozva létre az atomok belső elektronhéján. Az atomok a legalacsonyabb energiaszintre törekednek, ezért a belső héjon lévő üres helyre egy magasabb energiaszintű pályáról elektron ugrik, az energiakülönbséget pedig az atom egy Röngenfoton formájában kisugározza. Mivel az elemek elektronszerkezete specifikus, ezért a kisugárzott foton energiája és hullámhossza is elemspecifikus. A módszerrel a kisugárzott foton energiáját mérjük meg, így beazonosíthatjuk a mintát alkotó elemeket. EDS analízissel lehetőségünk van kvantitatív elemi összetétel meghatározásra is.

A mintára vonatkozó megszorítások:
A minta anyagának elkell viselnie a vákumot anélkül, hogy bármilyen gáz, vagy gőzt bocsátana ki. Ha a minta nem vezető (műanyag, polimer, biológiai anyag) egy vékony, 20-100nm vastag vezető réteggel kell bevonni. A berendezésbe relatíve nagy minták is behelyezhetők 50x50x20(Sz/M/V,mm).

Transzmissziós Elektronmikroszkóp (TEM)

TEMA TEM-ben a katódból kilépő elektronokat gyorsítás után a kondenzor lencse fókuszálja a mintára. Az elektronnyaláb áthalad a mintán, így annak elég vékonynak (<100nm) kell lennie. A mintáról az objektív lencse készít nagyított képet, amit a vetítő lencsék nagyítanak tovább a megfigyelő ernyőre, CCD kamerára, vagy képrögzítésre alkalmas filmre. Ahol a minta kevésbé sűrű, ott több elektron halad át, így az a tartomány világosabb lesz, a sűrűbb részek pedig sötétebbek, mivel ott kevesebb elektron halad keresztül.

A mintára vonatkozó megszorítások:
A minta anyagának elkell viselnie a vákumot anélkül, hogy bármilyen gáz, vagy gőzt bocsátana ki. A mintának vékonynak kell lennie. Ha nem az, akkor vékonyítani kell. Szilárd, térfogati minta esetén hagyományos csiszolási-polírozási eljárással a minta 50-30 mikrométeres vastagságig vékonyítható (a minta anyagától függően). A további vékonyításhoz ionsugaras vékonyítót, vagy fókuszált ionnyaláb-berendezést (FIB) használnak. Amennyiben a minta nem vezető, vékony szénréteggel vonják be, hogy vezetővé tegyék.

Kapcsolat: Dr. Csaba Cserháti