Métodos Experimentais em Física dos Materiais FMT2501

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2º Semestre de 2009

Instituto de Física Universidade de São Paulo

Professor: Antonio Domingues dos Santos

E-mail: adsantos@if.usp.br

Fone: 3091.6886

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Caracterização dos Materiais

Energia / Momento Matéria Propriedade a ser caracterizada Fótons Íons Átomos Elétrons Neutrons Prótons Fótons Íons Átomos Elétrons Neutrons Prótons Energia / Momento Matéria

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Microscopy Homepage > Surface Analysis > Surface Science Capabilities Microstructural and Nanoscale Surface Analysis

Intertek Surface Analysis laboratories offer a wide range of analytical techniques, expertise and instrumentation. Surface analysis expertise is located on a global basis, and samples are easy to transport to the best Intertek laboratory for your project. Contact Intertek for more information. Intertek Surface science capabiltiies include::

SEM Scanning Electron Microscopy:

The Scanning Electron Microscope (SEM) analyses the surface of solid objects, producing images of higher resolution than optical microscopy. SEM produces representations of three-dimensional samples from a diverse range of materials. Techniques include cathode-luminescence and back-scattering for surface, contrast and elemental analysis.

SEM Energy Dispersive X-ray Analysis:

SEM/EXDA analysis of small particles by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDXA) is possible without destruction or injury to the sample.

SEM/EXDA provides qualitative elemental analysis and element localisation on samples being analysed.

TEM Transmission Electron Microscopy:

TEM is used for ultra structural characterisation of a wide range of samples. Applications include morphology, crystallographic and compositional information, including Biological TEM

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Microscopia Eletrônica de Varredura e de Transmissão

Consequências da absorção dos elétrons

(depende fortemente do material)

- Deslocamentos atômicos - Quebra de ligações químicas

- Excitação de oscilações coletivas de cargas (plasmons) - Excitação de vibrações da rede (fonons)

- Excitação de níveis eletrônicos de superfície - Excitações de níveis atômicos profundos (ionização)

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Espessura necessária para absorver 99% da radiação incidente Microscopia Eletrônica de Varredura e de Transmissão

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Microscopia Eletrônica de Varredura e de Transmissão

Simulação Monte Carlo da interação do feixe de elétrons

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Imagem de alta resolução com elétrons retro-espalhados e secundários para nanopartículas de Pt em

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Microscopia eletrônica de transmissão Corte de um nanofio de CoSi₂ crescido por

epitaxia reativa sobre uma superfície de Si(100) à 750°C.

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Microscopia eletrônica de transmissão Nanoclusters de Ag sobre um

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Comprimento de onda para partículas Não relativístico

Relativístico:

Para elétrons E₀= 511 keV

Comprimento de onda para radiação eletromagnética

Desde 10-14 _{m (raios γ) até ~km (rádiofrequência)}

/

hc E

λ

=

/

h p

λ

=

0

0 / 2

(1

/ 2

)

h

m K

K

E

λ

=

+

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Microscopia Eletrônica de Varredura

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Canhão de elétrons à efeito de campo (field emission gun – FEG)

- Fornece correntes de eletrônicas maiores - Melhor resolução

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Sistema de focalização Lentes Magnéticas

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EBSD de germânio EBSD (Difração retro-espalhada de elétrons)

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EBSD (Difração retro-espalhada de elétrons)

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Microscopia Eletrônica de Transmissão

Tecnai F 20 field emission gun (FEG) ETEM operando a 200 KV

(ETEM= TEM para operação em condição ambiente)

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Atomic-resolution electron micrograph of Al [001] with

misfit accommodation by edge dislocations (arrowed). Each spot corresponds to projection

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STEM - Microscopia Eletrônica de Transmissão com Varredura

Figura de difração

Imagem por

espectroscopia da energia dos elétrons (EELS)

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Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura Sistema mecânico Sistema de vácuo Sistema elétrico Sistema do feixe - Canhão de elétrons - Lentes - Detetores - Aberturas Sistema de imagem e controle - Bomba de vácuo primária - Bomba de alto vácuo - Sensores - Válvulas - Tubulações - Coluna - Sistema posicionador da amostra - Aberturas - Alta tensão - Alimentação geral dos componentes - Isolação de ruído - Computador - Amplificadores de sinais - Geradores de sinais - Controle de varredura Outros Sistemas

- Isolação acústica, magnética, elétrica e mecânica

- Ar condicionado

- Sistema de preparação de amostras

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Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura - Bomba de vácuo primária - Bomba de alto vácuo - Sensores - Válvulas - Tubulações Sistema de vácuo turbomolecular iônica difusora mecânica

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Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura - Coluna - Sistema posicionador da amostra - Aberturas Sistema mecânico

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Preparação de amostras

Microscopias Eletrônicas de Transmissão e de Varredura

Grades porta-amostras

eletropolimento

Desbaste iônico