Efisica

Microscopia Eletrônica

Como os microscópio eletronicos (ME) tem aplicações em quase todas as especialidades científicas e em aplicações tecnológicas, o estudante de ciências bem informado deve ter um certo conhecimento do que é o equipamento,suas possibilidades e sua limições.

Os METs última geração são equipados com a mais recente e avançada tecnologia. A motorização e contrôle por computadores de todos os eixos de movimentação do espécimen (X,Y,Z,) provem a situação ideal para os procedimentos automatizados. Todo o esquema mecânico tem sido automatizado para a máxima estabilidade da imagem, o que é requerido para a alta resolução do MET(microscópio eletrônico de transmissão), do MEV (microscópio eletronico de varredura) e do STEM (microscópio eletrônico de varredura no MET). O sistema provê uma alta flexibilidade aos ângulos de inclinação (α,β) em combinação com segurança contra danos nas peças polares.

Os METs de última geração viajam em toda a série de análise e caracterizações rotineiras e nas pesquisas nos níveis micro a nanométricos. Sua alta performace, flexibilidade, amplo intervalo de sinais e facilidade de uso garantem uma grande produtividade nos contrôles e pesquisas dos chamados materiais tradicionais ou convencionais.

A imagem de alta resolução dos METs de última geração provê uma compreensão das estruturas cristalinas, micro-texturas , defeitos e interfaces em sólidos. As técnicas de difração de elétrons, desde a área selecionada à microdifração em partículas de dimensões nanométricas, também podem ser realizadas. Esses microscópios podem também prover a análise química elementar de alta resolução e qualidade em áreas de dimensões nanométricas de partículas sólidas, utilizando raio-X de energia dispersiva, além do método por perda de energia (EELS).


Os materiais avançados tem um papel essencial na vida moderna : semi-condutores provem a base para microprocessadores e lasers; para multicomponentes constituidos por materiais metálicos ; cerâmicos e poliméricos; em novos materiais ópticos e magnéticos adiantados; materiais biosintéticos são utilizados para transplantes modernos; nanopartículas foram desenvolvidas para a produção de catalisadores, de adsorventes e de nanocompósitos, especialmente de nanocompositos argila-polimeros para a indústria automotiva. Para utilizá-los, uma compreensão fundamental das cacterísticas desses novos materiais é necessária. Essa compreensão tem início a partir da caracterização da morfologia desde a macro até a micro e nano escalas; morfologia; estrutura cristalina; composição quimicas; natureza das interfaces e superfícies; até defeitos estruturais das partículas nos pós e aglomerados.

O microscópio eletrônico de transmissão é, com certeza, o instrumento mais poderoso e fundamental para o estudo e caracterização de toda a série de materiais avançados. Tem começo de utilização no nível de resolução e aumentos do microscópio óptico até o nível nanométrico e o das estruturas cristalina e atômica, quando um enorme núnero e variedades de sinais. Esses sinais incluem electrons espalhados elasticamente, os quais carregam informação da estrutura; elétrons espalhados inelasticamente, assim como raios-X, provendo informações químicas qualitativas e quantitativas sobre os elementos químicos cnstituintes dos materiais, além de eletrons secundários que fornecem informações sobre a superfície de partículas e de sódios.

Outra técnica de microscopia eletrônica é a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ela faz uso de quase todos os sinais gerados pela interação entre o feixe de elétrons e o espécimen, provendo uma grande riquesa de informações adicionais sobre os materiais. Ele faz parte das chamadas "scanning probe instruments" que visam prioritariamente caracterizar a superfície de sódios. No MEV, um feixe de elétrons de 5-50 KeV varre a superfície do espécimen. São produzidos raios-X, elétrons retroespalhados e elétrons secundários que são detectados e analisados por diferentes técnicas. Podem ser obtidos aumentos de até 100.000X com resoluções da ordem de 20nm. Profundidade de foco e aumento são inversamente proporcionais. Sistemas automáticos de medida da distribuição granolométrica do diâmetro de partículas podem ser acopladas aos MEVs. Os MEVs são equipamentos muito versáteis para pesquisa e controle de qualidade em materiais e produtos manufaturados, especialmente da indústria eletrônica.

Figura 1 - Secção transversal do primeiro microscópio eletrônico construido na America em 1938 no Departamento de Física da Universidade de Toronto, Canada. Funciona com os mesmos princípios do microscópio de luz, excepto que utiliza electron ao invés de luz para produzir uma imagem, e lentes magnéticas ao invés de lentes de vidro para focalizar o feixe.

Figura 2 - Alumina-Alfa usada para Cerâmica Avançada Sinterizado de Boemita ripiforme (obtida no microscópio eletrônico de transmissão CM-200 da Philips). A micrografia apresenta um monocristal de boemita no qual as franjas correspondentes a dois planos (100) e (001) podem ser observados.

 

Ótica (Pesquisa Hoje)

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Autores:

  • Helena Souza Santos

Modificado: 2007-09-19

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