TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

Benzer belgeler
İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir.

1.ELEKTRON TARAMALI MİKROSKOP (SEM)

Malzeme muayene metodları

Alüminyum Test Eğitim ve Araştırma Merkezi. Mart 2017

TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU BAHAR 2010

DPÜ %PER )QMW]SRPY 8EVEQEP )PIOXVSR 1MOVSWOSFY *)7)1 *MIPH )QMWWMSR 7GERRMRK )PIGXVSR 1MGVSWGSTI

GEÇĐRĐMLĐ ELEKTRON MĐKROSKOBU

GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MEM-317 MALZEME KARAKTERİZASYONU OPTİK MİKROSKOP

X-IŞINI FLORESANS SPEKTROSKOPİSİ. X-ışınları spektrometresi ile numunelerin yarı kantitatif olarak içeriğinin belirlenmesi.

MİKROSKOP ÇEŞİTLERİ. Doç.Dr.Engin DEVECİ

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

DİCLE ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I HÜCRE BİLİMLERİ 2 KOMİTESİ MİKROSKOP ÇEŞİTLERİ ÇALIŞMA PRENSİPLERİ. Doç.Dr. Engin DEVECİ MİKROSKOP KULLANIMI

Bahar Yarıyılı Bölüm-2 ve Bölüm-3 (Uygulamalar) Ankara A. OZANSOY

ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

I. Histoloji nedir? II. Niçin Histoloji öğreniyoruz? III. Histolojik inceleme nasıl yapılır?

Elementel Analiz için X-ışını Spektrometresi

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

Nanomalzemelerin Karakterizasyonu. Yapısal Karakterizasyon Kimyasal Karakterizasyon

NİCEL METALOGRAFİ (STEREOLOJİ)

2. HAFTA MİKROSKOPLAR

Görüntüleme ve kontrastlama

X IŞINI FLORESANS SPEKTROSKOPİSİ (XRF) DENEY FÖYÜ

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Optik Mikroskop (OM) Ya Y pıs ı ı ı ve v M erc r e c kle l r

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MME 3009

Yüzey Pürüzlülüğü Ölçüm Deneyi

İleri Elektronik Uygulamaları Hata Analizi

Tahribatsız Muayene Yöntemleri

X-Işınları. Numan Akdoğan. 1. Ders: X-ışınları hakkında genel bilgiler.

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ. X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY

10. HAFTA PARTİKÜL BÜYÜKLÜĞÜ TAYİN YÖNTEMLERİ

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 5 : IŞIK (MEB)

X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN

Ferromanyetik Süperörgüler

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

X-IŞINI OLUŞUMU (HATIRLATMA)

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Kalsiyum Aluminat Çimentolu Sistemlerin Mikroyapısı

Depozisyon Teknikleri

h 7.1 p dalgaboyuna sahip bir dalga karakteri de taşır. De Broglie nin varsayımı fotonlar için,

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

Theory Tajik (Tajikistan)

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

Dijital Radyografi. Giriş. Dijital Görüntüleme Aşamaları. CR Sistem. Yrd. Doç. Dr. Nureddin ÇELİMLİ. Dijital Radyografinin Gelişim Tarihi.

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

FOTOYORUMLAMA UZAKTAN ALGILAMA

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Bölüm 3- X-Işınları Spektrometresi ile Kimyasal Analiz Elementel Kimyasal Analiz Tekniği!

Sabit gridler X-ışını ekspojuru sırasında hareket etmediklerinden film üzerinde çok ince de olsa çizgilenmelere yol açarlar. Bu olumsuzluğun önüne

HAVACILIKTA TERSİNE MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI. Özgecan YILDIZ 1

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

12. SINIF KONU ANLATIMLI

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

KULLANIM KILAVUZU Mikroskop PCE-VM 21

5 İki Boyutlu Algılayıcılar

TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ

GÖKYÜZÜ GÖZLEM TEKNİKLERİ EMRAH KALEMCİ

A A A A A A A A A A A

X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ. X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir.

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

X-Işınları. Çalışma Soruları. Doç. Dr. Numan Akdoğan Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü. X1 (X-ışınları hakkında genel bilgiler)

MALZEME BİLİMİ. Malzeme Bilimine Giriş

Dijital (Sayısal) Fotogrametri

X-Işınları. Çalışma Soruları

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

6.TANECİK BÜYÜKLÜĞÜ DAĞILIMININ ANALİZİ

H a t ı r l a t m a : Şimdiye dek bilmeniz gerekenler: 1. Maxwell denklemleri, elektromanyetik dalgalar ve ışık

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26

Testo Teknik Bilgi Sayfaları: Araştırma ve Geliştirme uygulamalarında testo 885/testo 890 termal kameralar

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

Yapay Optik Radyasyon Yönergesi (2006/25/EC) Çerçevesinde Lazer Uygulamalarında İş Sağlığı ve Güvenliği. Hazırlayan: Tolga PEKİNER, İSG Uzmanı

Laboratuarımız. Ankara Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu. Ankara Üniversitesi

TEKNİK FOTOĞRAFÇILIK. XII-XIII. Hafta KOÜ METALURJİ & MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

LENS ABERASYONLARI. Bu konu için ayrıca Ünite 19 a bakınız. Fizik-Fizik Geometrik Optik derslerinde de anlatılacaktır.

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

EYETECH PARTİKÜL TAYİN CİHAZI

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ HAZIRLAYANLAR TEKSTİL FİZİĞİ DERSİ ÖDEVİ ATOMİK KUVVET MİKROSKOBU

Parçacık Fiziği Söyleşisi

X-Işınları. 1. Ders: X-ışınları hakkında genel bilgiler. Numan Akdoğan.

Adli Fizik Uygulamaları. Yrd. Doç. Dr. İsmail ÇAKIR İstanbul Üniversitesi - Adli Tıp Enstitüsü Adli Tıp Kurumu - Fizik İhtisas Dairesi

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Dijital (Sayısal) Fotogrametri

Işınım Kaynakları İçin Benzetim Programları I: SPECTRA

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Alet yaparak varolan insanlık, metallerin

Dijital (Sayısal) Fotogrametri

mercek ince kenarlı (yakınsak) mercekler kalın kenarlı (ıraksak) mercekle odak noktası odak uzaklığı

Işınım Kaynakları Hakkında Temel Bilgiler. Yrd. Doç. Dr. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

Transkript:

GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MEM-317 MALZEME KARAKTERİZASYONU TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) Yrd. Doç. Dr. Volkan KILIÇLI Arş. Gör. Yasemin DÜNDAR ANKARA 2013

SEM NEDİR? Bir elektron demetinin, ilgili alan boyunca taranması ve bu alandan saçılan elektronların detektörlerle algılanıp görüntü haline getirilmesi ve analiz yapılması şeklinde uygulanan bir mikroskoptur. Aydınlatma Kaynağı Işık Mikroskobu Görünür Işık λ=550 nm Tarama Elektron Mikroskobu (SEM) Elektron Demeti (0.5-30 kv ile hızlandırılmış) (λ=1.25 nm 10 kv ta) Çözünürlük 0.25 μm 1-5 nm (genel) max. 0.4 nm (0.0004 μm) Büyütme (max.) X 1.500 X300.000 (genel) X 1.000.000 (max.) SEM İN BELİRGİN ÖZELLİKLERİ Katı cisimlerde yüksek çözünürlük (inceltmeye gerek yok) Geniş alan derinliği sayesinde üç boyutlu görüntü elde etme Düşük büyütmelerden bilgi toplayabilme kapasitesi 2

Hitachi SU9000 HR-SEM Jeol JSM 6010LA Dokunmatik Ekranlı SEM FEI Nova NanoSEM 450 FEG-SEM Zeiss Merlin Compact HR FEG SEM Hitachi TM 3030 Masaüstü SEM Jeol JCM 6000 Masaüstü SEM

Avantaj & Dezavantaj Avantajlar Yüksek çözünürlük ve geniş alan derinliği Küçük alanlardan kompozisyon bilgisi edinebilme Yarı tahribatsız (kaplama ve ışın zararları) Yüzeyi düzgün olmayan numunelerinde incelenebilmesi Dezavantajlar Vakum İletken numune Görsel problemler (aşağı-yukarı ayırımı) Ekonomik olmaması (2.10 5 TL 2.10 6 TL) 4

Neden Elektron? Dalga Davranışı Görüntü Difraksiyon desenleri Dalga boyu-energy ilişkisi nλ = 2dsinθ E = h.c λ Yüklü Parçacık Davranışı Güçlü elektron numune etkileşimleri Kimyasal analiz 5

Çalışma Prensibi 6

Çalışma Prensibi Optik Kolon, Numune Hücresi ve Görüntüleme Sistemi Optik kolon; elektron demetinin kaynagı olan elektron tabancası, elektronları numuneye dogru hızlandırmak için yüksek gerilimin uygulandıgı anot plakası, ince elektron demeti elde etmek için yogunlastırıcı mercekler, demeti numune üzerinde odaklamak için objektif merceği, bu merceğe baglı çesitli çapta apatürler ve elektron demetinin numune yüzeyini taraması için tarama bobinleri yer almaktadır. Mercek sistemleri elektromanyetik alan ile elektron demetini inceltmekte veya numune üzerine odaklamaktadır. 7

Görüntü sisteminde; Çalışma Prensibi Elektron demeti ile numune girişimi sonucunda oluşan çeşitli elektron ve ışımaları toplayan dedektörler, bunların sinyal çoğaltıcıları ve numune yüzeyinde elektron demetini görüntü ekranıyla senkronize tarayan manyetik bobinler bulunmaktadır. 8

SEM Donanımı Elektron tabancası Hızlandırıcı gerilim Elektron lensleri Yoğunlaştırma lensleri: Kaynak boyutunu (spot size) kontrol eder. Objektif lensleri: Demeti numune yüzeyinde fokuslar. Objektif lensin odak uzaklığı mikroskobun çalışma mesafesini verir. 9

Elektron Tabancası Elektron tabancası mümkün olduğunca parlak bir elektron kaynağı elde edecek şekilde seçilmelidir. Çünkü bu numune yüzeyine çarpan elektron sayısını artırır (maksimum sinyal). Yüksek parlaklık (maksimum sinyal): Yüksek akım (i e ) Küçük kaynak boyutu (D 0 ) 10

Elektron Işını Kaynakları 11

Elektron Kaynakları Karşılaştırması 12

Yoğunlaştırma Lensi Electromanyetik bir lenstir. Lorentz Kanunu:Manyetik bir alan içerisinde hareket eden yüklü parçacık. Kaynak boyutunu seçmek için kullanılır. Lensin kuvvetini artırarak ( odak uzaklığını azaltarak) elektronlar kaynağın daha küçük bir alanından seçilebilir. Bu da kaynak boyutunu küçültür. Yoğunlaştırma lensinin kuvvetinin arttırılması: Küçük kaynak boyutu Düşük akım Çözünürlük ve sinyal kuvveti arasında her zaman bir uzlaşma olmak zorundadır. 13

Objektif Lens Demeti numune yüzeyinde fokuslar. Minimum kaynak boyutunu oluşturacak şekilde ayarlanmalıdır. Bu da son görüntüde maksimum boyutsal çözünürlüğü sağlar. Büyütme (Magnification): M = v u Çalışma mesafesi, son görüntüdeki maksimum boyutsal çözünürlüğü artırmak için minimum seviyede tutulmalıdır. 14

Elektron-Numune Etkileşimi 15

Elektron-Numune Etkileşim Hacmi 16

Görüntüleme Modları İkincil Elektron (SI) Modu Geri Saçılım (BS) Modu Kurşun-Kalay alasımı. Geri saçılan elektronların kullanıldığı fotoğrafta beyaz bölgeler kurşun konsantrasyonunun yüksek olduğu bölgelerdir. Geri Saçılım Modu Görüntüleme Türleri Kompozisyon görüntüsü Topografik görüntü Gölge görüntüsü 17

Dedektörler 18

SEM de Mikroanaliz Yöntemleri Spesifik enerjili (buna bağlı olarak dalga boylu) X-ışınları elektronların yüksek enerji seviyeli dış yörüngeden düşük enerji seviyeli iç yörüngeye geçişi ile elde edilir. Başlangıçtaki elektronlar ise çarpan bu elektronlar tarafından dışarı atılır. EDS: Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy EDX: Energy Dispersive X-Ray Analysis EDAX: Energy Dispersive Analysis of X rays Energy 19

X-ışınlarının Tespiti X-ışınları enerjilerine göre gösterildiğinde: EDS: Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy 20

X-ışınlarının Tespiti Elde edilen X-ışınları dalga boylarına göre gösterildiğinde: WDS: Wavelength Dispersive X-Ray Spectroscopy nλ = 2dsinθ 21

EDS-WDS Karşılaştırması EDS Daha düşük enerjili elektron demeti Bütün dalga boyları için eş zamanlı tespit Enerji çözünürlüğü düşük Pik çakışması yüksek Hızlı Ucuz WDS Yüksek enerjili elektron demeti Her dalga boyu için ayrı ayrı tespit Enerji çözünürlüğü yüksek Daha Yüksek Doğruluk Pik çakışması düşük Yavaş Pahalı 22

Çözünürlük Karşılaştırması 23

Pik Çakışmaları 24

X-ışını Toplama/Gösterme Yöntemleri Nokta / Alan Analizi: Belirli bir noktadan yada alandan spektrum elde edilir. Çizgisel Tarama: Tarama bir çizgi üzerinde gerçekleşir. Kompozisyon değişikliklerini verir. Element Haritası: Belirlenen bir bölgenin hangi noktasında hangi elementin olduğunu gösterir. 25

Nokta / Alan Analizi 26

Çizgisel Tarama 27

Element Haritası 28

SEM ile elde edilmiş bazı mikroyapı görüntüleri 29

AFM prob ucu 30

Inconel Alaşımı 5 kv X44902 31

ZnO Nanotel

Cleavage (Düzgün Ayrılma) Kırılma Yüzeyi 33

Sünek (Ductile) Kırılma Yüzeyi 34