4. TEM, SEM, EBSD, AFM/STM Flashcards
optikai mikroszkóp
Optikai mikroszkópok hátránya? Megoldás?
- véges felbontóképesség (~λ/2): néhányszáz nm-nél kisebb tárgyak nem látszódnak (lsd. Bragg-egyenlet)
- max. 800-szoros nagyítást lehet vele elérni
- fénynél d = 1 mikron, ennél nem láthatunk mélyebbre
Megoldás: λ csökkentése, elektron használata
TEM
Mi a TEM és hogy működik?
Transzmissziós elektronmikroszkóp.
- λ = √(h^2/2mE), azaz E növelésével csökken a hullámhossz
- tetejében elektronágyú: elektron gyorsítása, elektron kilép a katódból az elektrosztatikus térbe (300 kV gyorsítófeszültség)
- gyorsítás elektrosztatikus térrel: energia nő, Å nagyságrendbe kerül a felbontás
- vákuum kell és két mágneses lencse, ami összefókuszálja az elektronokat
TEM
Mit csinálnak a lencsék és mi fogja be az elektronokat?
Két mágneses lencse fókuszálja az elektronokat, amik által mágneses térben csavarvonalban fognak haladni az elektronok.
A becsavarodott (hahaha) elektronokat régen befeketedő fotolemezzel fogták be, de most már ún. imageplate-et használnak. Ez olyan mint a fotolemez, csak lézerrel lehet kiolvasni digitálisan.
TEM
Mi a probléma?
- vannak leképezési hibák és inkább nm-es tartományú a felbontás, atomokhoz nagyobb kéne (5-10x)
- nagyon vékony minta kell hogy az elektronok átmenjenek
SEM
Hogy működik és mit mutat meg? Nehézség?
Pásztázó elektronmikroszkóp.
- elektronágyú után két lencse fókuszál
- két eltérítő tekercs: mozgatni lehet, hogy a fókuszált nyaláb a minta melyik részébe értkezzen be
- nyaláb beérkezik a felületbe, elektronok szóródnak és röntgensugárzás keletkezik
- vizsgálat különböző detektorokkal
- felület végigpásztázása, visszaszórt elektronok a felület morfológiáját (alaktanját) adják vissza
- ezért nem csak vékony rétegeknél használható
Nehézség, hogy a mintát vezetővé kell tenni, arany vagy ezüst réteget kell rápárologtatni.
Angolul: scanning electron microscope. A TV fejlődése ezét is elősegítette.
EBSD
Mi az az EBSD?
Visszaszórt elektron-diffrakció.
- SEM-be építik be, bejön a diffrakció is
- két kép lesz a visszaszóródás következményeképp
- a (diffrakciós?) vonalakból a kristály orientációja meghatározható
Angolul: electron backscattering diffraction
STM
Hogy működik?
Scanning tunnel microscope.
- atomi szinten hegyes tű és minta
- tű nagyon közel, de nem ért hozzá: kettő között feszültség és vákuum
- elektron alagúteffektussal átmehet, így alagútáram kapódik
- tű pozíciójának változtatása: piezo elektromos effektus
- függőlegesen addig mozgatjuk piezo effektussal, amíg be nem áll az áram: ez a távolság arányos a domborzattal
- amit kapunk: felületi elektronsűrűség térkép
- hátránya ennek is, hogy nem működik, ha a minta nem vezet
AFM
Hogy működik?
Atomic force microscope.
- ugyanúgy megy mint az STM, csak az atomok között erő hat töltéstől függetlenül
- nem kell vezetnie a mintának
- nem adott áram, hanem adott erő van
- amit kapunk: atomerő-térkép
