Trabalho Materiais Avançados

Cite e explique os principais componentes do Microscópio Eletrônico de Varredura. Também desenhe um esquema.

O Microscópio Eletrônico de Varredura, conforme o desenho, consiste basicamente da coluna ótico-eletrônica – formada por um canhão de elétrons e um sistema de demagnificação (redução do diâmetro do feixe de elétron) -, de uma unidade de varredura, uma câmara de amostra, um sistema de detectores e por fim um sistema de visualização da imagem. Sendo os principais componentes:

Coluna ótico-eletrônica: O canhão de elétrons é aplicado para a produção do feixe de elétrons com determinada energia/quantidade que suficiente para ser captado e detectado. O feixe então sofre uma redução de diâmetro (demagnificação) por uma quantidade de lentes eletromagnéticas, cuja finalidade de uso é o foco com um pequeno diâmetro sobre a região desejada da amostra. O objetivo do sistema de lentes, que se situa logo abaixo do canhão de elétrons, é de demagnificar a imagem do crossover. Os elétrons podem ser focados pelo uso de um campo eletrostático ou de um campo magnético. O primeiro momento em que ocorre o foco se faz pelo uso de um campo eletrostático (que ocorre dentro do canhão) que resulta no crossover. As demais lentes que compõem a coluna ótica, em geral, são do tipo eletromagnéticas. O uso mais aplicado das eletromagnéticas é devido ao seu menor coeficiente de aberração esférica. No sistema, usa-se 3 lentes condensadoras, sendo a última chamada de objetiva (redução do efeito de aberrações esféricas), e as duas primeiras atuam no processo de colimar o feixe de elétrons, reduzindo os demagnificando a imagem do crossover.

Unidade de varredura: na coluna ótico-eletrônica foi observada a formação do crossover pelo canhão seguida da demagnificação e focagem do feixe de elétrons na superficie da amostra. Feito isso, o feixe é então defletido sobre a amostra por um par de bobinas eletromagnéticas nos eixos X e Y.

Câmara de amostra: onde a amostra é deixada estacionária para análise.

Sistema de detecção: -Para elétrons secundários: o detector mais usado é o detetor do tipo Everhart-Thornley (ET), que é composto por um cintilador, um tubo de luz e a fotomultiplicadora.

- Para elétrons retroespalhados: existem dois tipos de detectores os de estado sólido e os à base de cintilador. Para o de estado sólido, não se necessita o uso da grade coletora, isto pois estes elétrons são de elevada energia. Estes por sua vez consistem numa junção P-N que fica entre a lente objetiva e a amostra, ou seja, na posição da trajetória dos elétrons. Já para o cintilador, seu funcionamento é semelhante ao dos de Evehart-Thornley, i.e., consistem de uma tela fluorescente, um tubo de luz e uma fotomultiplicadora.

Qual o tipo de informação obtida pelos elétrons secundários e retroespalhados? Por que os elétrons secundários são considerados de maior resolução que os retroespalhados?

Os elétrons secundários são formados pela colisão entre os elétrons incidentes com os elétrons das camadas eletrônicas da amostra em estudo. Estes apresentam, geralmente, baixa energia. Desta forma, apenas os elétrons próximos a superfície escapam, dessa forma se obtém informações topográficas da amostra. Estes elétrons ainda são subdivididos em dois tipos, sendo o tipo 1 que são os elétrons secundários formados pelo feixe eletrônico quando adentra na superfície, e geram sinais de alta resolução, limitados apenas pelo diâmetro do feixe de elétrons incidente; e os do tipo 2 que são os elétrons gerados pelos elétrons retroespalhados após sofrerem diversas colisões inelásticas, resultam de uma área maior do que o diâmetro do feixe (menor resolução que o tipo 1).

Elétrons retroespalhados resulta de colisões elásticas e inelásticas,