Materiali e Tecnologie per la realizzazione di sostituti - FedOA ...

MATERIALI, METODI E STRUMENTAZIONE - 97
campi magnetici presenti all’interno di bobine (scan coils) percorse da correnti
alimentate da un generatore (scan generator ).
Il fascio di elettroni giunge alla superficie del campione dove si verificano dei
fenomeni di interazione tra elettroni e materia che è possibile distinguere nel
modo seguente:
1) Back Scattering : gli elettroni del fascio incidente sono deviati a seguito
dell’interazione elettrostatica tra la propria carica negativa e la carica positiva
dei nuclei atomici degli strati superficiali del provino. Si verifica una sorta di
urto elastico che produce una deflessione dell’elettrone la cui entità dipende
dalla composizione puntuale del campione.
2) Emissioni secondarie: gli elettroni del fascio incidente in alcuni casi
possono interagire con gli elettroni appartenenti agli orbitali più esterni dei
singoli atomi della superficie del provino. In tal caso le interazioni
elettrostatiche tra cariche dello stesso segno producono un urto di natura
anelastica producendo elettroni di tipo secondario.
3) Emissioni di raggi X: Quando un elettrone, a seguito del precedente
meccanismo di interazione, viene rimosso dal proprio livello energetico, un
elettrone, appartenente ad un livello energetico più esterno dello stesso
atomo, prende il suo posto emettendo un fotone appartenente al campo dei
raggi X.
Tali emissioni, così diverse, vengono rilevate da opportuni sensori che
trasferiscono i segnali, debitamente convertiti, ad un monitor CRT.
L’immagine rilevata è costituita da tanti “spot” luminosi la cui intensità è legata
all’intensità delle emissioni; in particolare la presenza di zone più chiare è dovuta
alle emissioni relative ad elementi di numero atomico più elevato e quindi in
grado di emettere più elettroni, mentre le zone più scure sono riferite ad
emissioni relative ad elementi con numero atomico più basso. Un parametro
fondamentale nella valutazione di una micrografia SEM è l’ingrandimento
definito come rapporto di scala tra la dimensione dell’elemento di superficie
scansionata b e la dimensione L del corrispondente tratto visualizzato sul
monitor:
E’ evidente che, al crescere dell’ingrandimento, e pertanto al diminuire del tratto
b del provino lungo cui avviene la scansione, aumentano le interazioni tra il fascio
di elettroni ed il campione in quanto gli elettroni interagiscono su porzioni di
superficie sempre più ridotte, il che comporta una difficoltà crescente nella messa
a fuoco dell’immagine.