Scanning Electron Microscope

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Il microscopio a scansione elettronica o SEM fa parte della famiglia SPM (Scanning Probe Microscopy), così come l'AFM. La sonda è costituita da un fascio collimato (tramite un sistema di ottiche elettromegnetiche) di elettroni di energia dell'ordine dei keV (in particolare il range varia tra 1-40 keV ).

La risposta del campione al bombardamento elettronico può assumere diverse forme:

1. emissione di elettroni retrodiffusi (backscattered). Si tratta di elettroni appartenenti al fascio primario che subiscono una collisione elastica all'interno del materiale e vengono "rimbalzati" all'esterno con una energia prossima a quella iniziale
2. emissione di elettroni secondari. Sono elettroni appartenenti al campione che vengono espulsi in seguito all'eccitazione provocata dagli elettroni sonda
3. emissione di elettroni auger.
4. emissione di raggi X caratteristici del campione stimolati dagli elettroni sonda.

Le prime tre appartengono alla tecnica SEM, la quarta alla tecnica EPMA (Electron Probe Micro Analysis). Le informazioni ricavabili sono di tipo morfologico e composizionale, si potrebbero a dire il vero ricavare anche informazioni sulle proprietà magnetiche ed elettriche del campione, ma di questo non ci occuperemo.

Uno dei campi di applicazionie più importanti è quello della microelettronica. Grazie a questa tecnica è infatti possibile l'individuazione di particolari ad alta risoluzione dei vari dispositivi.

Se ti interessa il malloppo completo con tutta la spiegazione del funzionamento, descrizione delle interazioni, analisi delle componenti costitutive e del segnale ottenuto da un microscopio a scanzione elettronica scaricati la versione completa

P.S. Potete trovare altre informazioni sul SEM ed in generale sull'ambito delle nanotecnologie sul sito di Filiberto, un appassionato Fisico ferrarese, a  questo indirizzo:  http://filibertobiolca.altervista.org/

Indice del documento

1. Introduzione
2. SEM
3. Interazione fascio–campione
   • 3.1 Scattering elastico
   • 3.2 Scattering anelastico
   • 3.3 Da dove proviene il segnale rilevato?
4. Analisi del segnale
   • 4.1 Elettroni
     • 4.1.1 Elettroni auger
     • 4.1.2 Elettroni retrodiffusi
     • 4.1.3 Elettroni secondari
5. Sorgenti di elettroni
   • 5.1 Emissione termoionica
     • 5.1.1 Tungsteno
     • 5.1.2 Esaborato di Lantanio
   • 5.2 Emissione ad effetto di campo
6. Focalizzazione del fascio, ottica elettronica
   • 6.1 Aberrazioni delle lenti elttromagnetiche
7. Rivelatori
   • 7.1 Rivelatore di Everhart-Thornley
   • 7.2 Rivelatore a semiconduttore
   • 7.3 Formazione dell'immagine
8. Raggi X
   • 8.1 Raggi X caratteristici
   • 8.2 Analisi del segnale
     • 8.2.1 Tecnica WDS
     • 8.2.2 Tecnica EDS
9. Parametri regolabili nel SEM
   • 9.1 Probe current
   • 9.2 Energia degli elettroni
   • 9.3 Working distance, astigmatismo
   • 9.4 Preparazione dei campioni