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 The Philips XL30 Analytical Scanning Electron Microscope

 

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Features:

The Philips XL30 Analytical has a Lanthanum Hexaboride (LaB6) gun, separated from the specimen chamber, and an eucentric sample holder with 5 axes (X, Y, Z, rotation and tilt).

 Specifications:  

  • Motorised stage (5 axes)

  • BSD detector (0,1 AZ elemental resolution)

  • SE detector (2 nm imaging resolution)

  • SC detector (Specimen/EBIC/Detector Current 10-6-10-12A)

  • CL (cathodoluminesence) detector (visible light spectrum)

  • EDX (EDAX 134 eV ( MnKa ))

  • Digital mapping and profile

  • Quantification software with ZAF and PhiRhoZ models

 

A cosa serve

Il limite al potere d’ingrandimento di un microscopio ottico è dato dalla lunghezza d’onda dellaluce visibile.
Per questo motivo, in particolari studi  viene utilizzato il microscopio elettronico che “illumina” il campione con un fascio di elettroni anziché con radiazione elettromagnetica.
La lunghezza d’onda più corta nella banda del visibile è di circa 4000 angstrom (1 angstrom = 10E-10m, un decimo di miliardesimo di metro), mentre la lunghezza d’onda dell’elettrone è di soli 0,5 angstrom: il potere di risoluzione del microscopio elettronico (ossia la capacità di distinguere particolari minuscoli) è pertanto notevolmente maggiore di quello dei microscopi ottici.  
Un fascio di elettroni altamente focalizzato si muove lungo il campione, ovvero ne fa la “scansione” (come avviene per il fascio di elettroni sullo schermo televisivo): gli atomi della superficie, colpiti dagli elettroni del fascio, emettono “elettroni secondari”, che vengono raccolti e contati mediante un dispositivo elettronico detto rivelatore.
Ogni punto del campione analizzato corrisponde a un pixel di uno schermo, cosicché, man mano che il fascio elettronico scorre sul campione, sullo schermo si costruisce un’immagine completa.  I rivelatori del segnale elettronico sono in genere il detecor degli elettroni secondari (SE) con il quale si ottengono immagini di tipo morfologico e il detector degli elettroni retrodiffusi (BSE) la cui informazione è prevalentemente di tipo compositivo.
Il microscopio analitico a sonda elettronica ( il nostro SEM) è dotato inoltre dotato di un dispositivo che analizza i raggi X di alta energia emessi da un campione bombardato da elettroni (sonda EDX).
Poiché i raggi X emessi permettono di identificare gli atomi da cui provengono, questo strumento fornisce non solo un’immagine ingrandita del campione come il microscopio elettronico convenzionale, ma anche informazioni sulla sua composizione chimica.
 
 

Prestazioni

La prestazione che richiede l’impiego di tale strumento può essere inquadrata sia a giornata lavorativa (ossia il lavoro eseguibile nell’arco delle 8 ore lavorative)  comprensiva di operatore tecnico specializzato, sia in base alla particolare prestazione ossia:

Morfologia, composizione, metrologia elementare

  • Osservazione tramite rivelatore SE o BSE con tensione di accelerazione tra 8 kV e 30 kV per ingrandimenti max 10.000X con acquisizione digitale di 1 campo di interesse per un certo ingrandimento e registrazione su file formato TIFF 712×484, 256 livelli di grigio risoluzione 75×68 dpi
  • Come sopra ma tramite rivelatori speciali (catodoluminescenza, correnti indotte) o a bassa tensione ( LVSEM: 500 V – 8 kV) o per ingrandimenti superiori a 10.000X (max 150.000X)
  • Metrologia elementare: esecuzione di 10 misure elementari (lunghezze punto-punto anche di profondità mediante stereometria) su una schermata del monitor di controllo del SEM secondo normativa ASTM B748
  • Stampa di una micrografia tramite photoprinter (formato Polaroid)

 Composizione puntuale, di linea e mappe

  • Esecuzione di una analisi qualitativa in un punto: individuazione degli elementi presenti, stampa a colori dello spettro; registrazione su file dei dati e se richiesto anche dello spettro
  • Esecuzione di una analisi qualitativa su una linea con l’individuazione dei profili di concentrazione per 4 elementi contemporaneamente, stampa a colori dei profili sovrimposti alla zona analizzata; registrazione su file dei dati e se richiesto anche dell’immagine
  • Esecuzione di una analisi qualitativa su un’area con mappatura della distribuzione di concentrazione per 4 elementi contemporaneamente, stampa a colori delle mappe e dell’immagine BSE; registrazione su file dei dati e se richiesto anche dell’immagine
  • Analisi semi-quantitativa standardless con calibrazione interna (accuratezza 2%-5%)
  • Analisi quantitativa con calibrazione da campioni standard (accuratezza 0,2%-3% in funzione del tipo di campione, 5 misure)

 

 A cosa serve

 

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