interação feixe de elétrons-amostra [3] Propriedades do elétron:

Transcrição

1 [3] Propriedades do elétron: 1>

2 Comprimento de onda do feixe de elétrons (λ): V [kv] λ [pm] 1 38,7 5 17, ,2 15 9,9 20 8, ,6 6,9 3,3 2,5 λ = λ = 2 e V m 1,5 h e 2 + ( ) 6 2 V + 10 V e 2 c V 2 2 [nm] c = 2, m.s -1 e = 1, C h = 6, J.s m e = 9, kg V = voltagem 2>

3 Interação elétron-amostra choques elásticos/inelásticos 3>

4 Volume de interação: 4>

5 Elétrons Auger: É gerado inelasticamente quando um elétron é removido de um átomo e um outro elétron de um nível mais energético passa a ocupar este orbital. Para isto é necessária a liberação de energia (fóton), que também ser transferida para um outro elétron que pode então ser ejetado do átomo. Este segundo elétron ejetado é chamado elétron Auger. A espectroscopia Auger é uma técnica importante na caracterização de camadas atômicas superficiais. 5>

6 Catodoluminescência (CL): Catodoluminescência (CL) é um termo que descreve o processo da emissão de radiação eletromagnética nas regiões: visíveis, ultravioletas e infravermelhas do espectro quando certos materiais são bombardeados com elétrons enérgicos. Estes materiais emissores de luz, que geralmente são isolantes ou semicondutores, têm preenchidas as bandas de valência e de condução vazia com "gaps" de banda específicos do próprio material. 6>

7 Elétrons secundários (SE): O espalhamento inelástico de um elétron enérgico com elétrons de valência mais externos permite a emissão de elétrons secundários que são caracterizados por terem uma energia cinética menor que 50eV. A emissão de elétrons secundários é um dos sinais mais comuns usados para produzir imagens topográficas no MEV, uma vez que a maioria do sinal está confinado a uma região da superfície próxima do feixe incidente. 7>

8 Elétrons retroespalhados (BSE): Um número significativo dos elétrons incidentes é re-emitido através da superfície do material. Estes elétrons, conhecidos como elétrons retroespalhados, sofreram eventos de espalhamento elástico no material. Tais eventos de espalhamento fazem com que eles se aproximem da superfície com energia cinética. A intensidade do espalhamento está relacionada ao número atômico do átomo: quanto maior o número atômico, maior será o retroespalhamento. 8>

9 Raios-X característicos: A interação de um elétron de alta energia com um átomo, pode resultar na ejeção de um elétron de uma camada atômica interna. Isto deixa o átomo em estado ionizado ou excitado, com uma lacuna nesta camada. A restauração do estado fundamental pode acontecer quando um elétron de uma camada mais externa que venha a preencher esta lacuna, mas para isto terá que emitir um quanta (fóton) de energia. Este fóton possui uma quantidade de energia que é única para cada elemento químico. 9>

10 Raios-X característicos: K α K β 10>

11 Raios-X característicos: L α L β 11>

12 Volume de interação: efeito do Número Atômico, Energia do Feixe e Inclinação C (Z=6) Fe (Z=26) Au (Z=79) 5 kv 10 kv BSE 5kV: 0,07/0,28/0,48 BSE 10kV: 0,07/0,29/0,48 Tilt = 0 o 20 kv BSE 20kV: 0,04/0,30/0,47 Monte Carlo simulation (em escala) 12>

13 Volume de interação: efeito do Número Atômico, Energia do Feixe e Inclinação C (Z=6) Fe (Z=26) Au (Z=79) 5 kv 10 kv BSE 5kV: 0,36/0,59/0,67 BSE 10kV: 0,32/0,58/0,68 Tilt = 70 o 20 kv BSE 20kV: 0,30/0,57/0,69 Monte Carlo simulation (em escala) 13>

14 Volume de interação: 14>

15 Bibliografia: Reed, S. J. B. Electron Microprobe Analysis and Scanning Electron Microscopy in Geology. Cambridge University Press, New York, 2005, pp Stokes, D. J. Principles and Practice of Variable Pressure Environmental Scanning Electron Microscopy (VP-ESEM). John Wiley & Sons Ltd, West Sussex, 2008, pp Egerton, R. F. Physical Principles of Electron Microscopy: An Introduction to TEM, SEM and AEM. Springer Science+Business Media, Inc., New York, 2005, pp Goodhew, P. J.; Humphreys, J.; Beanland, R. Electron Microscopy and Analysis. Taylor & Francis Inc.,New York, 2001, pp Jorge Jr, A. M.; Botta, W. J. Notas de classe Escola de Microscopia. Laboratório de Caracterização Estrutural, DEMa/UFSCar. Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Microscopia Eletrônica de Varredura Permitida a impressão e divulgação. 15