Microscópio Eletrônicos de Varredura (MEV)

O Microscópio Eletrônico de Varredura 6460LV da Jeol possui, além das características bem conhecidas deste tipo de equipamento, capacidade de gerar imagens de amostras isolantes sem a necessidade de metalização, através do modo baixo vácuo (environmental). Este recurso é especialmente útil para caracterizar amostras biológicas não resistentes a grandes diferenças de pressão e qualquer outro tipo de amostra onde a metalização pode gerar artefatos

Principais Características

• Resolução nominal de 3nm para alto vácuo e 4nm para baixo vácuo
  
  
• Aumento de 8 X a 300.000 X
  
  
• Detector de elétrons retroespalhados
  
  
• Detector de elétrons secundários (alto e baixo vácuo)
  
  
• Sistema de EDS (Energy Dispersive Spectroscopy)
  
  
• Modo baixo vácuo - pressão ajustável de 10 a 270 Pa (0,1 a 2,7 mbar)
  
  

Microscópio Eletrônico de Varredura e Microanálise

Princípio de Funcionamento

Dentro da coluna de alto vácuo, os elétrons gerados a partir de um filamento de tungstênio, por efeito termiônico, são acelerados por uma diferença de potencial entre catodo e anodo entre 0,3 kV a 30 kV. O feixe gerado passa por lentes condensadoras que reduzem o seu diâmetro e por uma lente objetiva que o focaliza sobre a amostra. Logo acima da lente objetiva existem dois estágios de bobinas eletromagnéticas responsáveis pela varredura do feixe sobre a amostra.

Desenho esquemático da coluna do MEV

O feixe interage com a região de incidência da amostra até uma profundidade que pode variar de 1 µm a 6 µm , dependendo da natureza da amostra. Esta região é conhecida por volume de interação, o qual gera os sinais que são detectados e utilizados para a formação da imagem e para microanálise.

Volume de interação

Para fomação da imagem, o fluxo de informação do microscópio para o computador consiste na localização dos pontos de varredura no plano x,y com o conjunto de intensidades correspondentes, originadas pelo detector de elétrons retroespalhados ou pelo detector de elétrons secundários, que estão localizados dentro da câmara de vácuo. Quando a amostra é varrida, a tela do display é varrida simultaneamente com correspondência de posições, utilizando as intensidades dos detectores para cada ponto, como esquematizado na figura.

Esquema de formação de imagem

EDS (Energy Dispersive Spectroscopy )

Quando o feixe atinge a amostra, seus átomos são excitados e, ao voltarem para o estado fundamental, emitem fótons com energias características do átomo. Os fótons são assim identificados em termos de sua energia e contados pelo detector de raios-X localizado dentro da câmara de vácuo. Desta forma o conjunto hardware e software do sistema aquisita e gera o espectro relativo ao número de contagens em função da energia, em keV, identificando os elementos químicos presentes na amostra. Os átomos a partir do boro são identificáveis, uma vez que o detector possui filtro de NORVAR ao invés de berílio. Além dos espectros, o sistema realiza análise de pontos, linhas e regiões definidas sobre a imagem aquisitada da amostra e gera também mapa dos elementos sobre a imagem obtida.

Espectro gerado pelo EDS. Material: Cromel

Sistema de Nanolitografia NPGS

O sistema de nanolitografia por feixe de elétrons possui computador e software de transferência dedicados os quais permitem a reprodução de padrões (desenhos pré-definidos no formato CAD), sobre a superfície de uma amostra, em escala micro ou nanométrica. Para isso o sistema controla o interruptor do feixe e as lentes eletromagnéticas de varredura do microscópio, manipulando-os de forma que o feixe siga a trajetória que reproduza os desenhos na amostra. Porém, além da transferência de padrões, outros processos completam a nanolitografia, como a preparação das amostras, recobrimento com eletroresiste, revelação, caracterização, além de processos controlados de aquecimento. O Laboratório de Filmes Finos possui toda a infra-estrutura necessária para todos estes processos (Infra-Estrutura).

Para visualizar mais litografias, clique em Galeria de Imagens

Litografia por feixe de elétrons em PMMA

LFF 2012. Nossas pesquisas têm apoio FAPESP e CNPq. Todos os direitos reservados.