SERKAN TURHAN 06102040 ABDURRAHMAN ÖZCAN 06102038 1878 Abbe Işık şiddetinin sınırını buldu. 1923 De Broglie elektronların dalga davranışına sahip olduğunu gösterdi. 1926 Busch elektronların magnetik alanda saptığını gösterdi 1932 Von Borris ve Ruska TEM i icat etti. 1935 Max Knoll ilk SEM i üretti. 1938 Siemens ilk ticari TEM uretti. 1965 İlk ticari SEM üretildi. İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir. Elektron ışınlarının manyetik bobinler tarafından odaklanması ile ilk elektron mikroskobu yapıldı.. Elektron mikroskobu yüksek vakum bölgesinde yer alır; hava molekülleri tarafından saptırılamaz. Elektron mikroskobu, elektronların parçacık ve dalga etkileşiminin ilginç ve önemli bir örneğidir. Elektron mikroskobu ile sınırlamaları vardır ışık veya optik mikroskobu, bir yedek olarak geliştirilmiştir Hızlandırılmış elektronlar çok kısa dalga boyuna sahiptir, böylece çok kısa dalga boyları ile daha fazla büyütme oranları ve daha iyi ayırma gücü elde edilmesi sağlanır. 1
Optik mikroskoplarda görüntünün elde edilmesinde ışık kullanılırken, elektron mikroskoplarında, ışık yerine elektron kullanılır. Elektron mikroskobu optik mikroskop ile aynı şekilde çalışır. Tek fark, elektron mikroskobunda ışık kullanımı değildir; odaklanmış elektron yerine numunenin görüntüsünü oluşturmak için kullanılır. Bu aynı zamanda nesnenin yapısı ve bileşimi hakkında bilim adamlarına bilgi verir. Bazı elektron mikroskoplar, 0,2 nanometrelik cismi net gösterebilmekteyken, en iyi optik mikroskoplar 250nm lik bir güce sahiptir. X-Işınları Katot Işınları Auger Elektronları Geri Saçılanlar Elektronlar İkincil Elektronlar Elektron mikroskobu, aydınlatma kaynağı olarak ışık yerine elektron demetinden yararlanan bir mikroskop türüdür. Elektron demeti, havası alınmış bir tüpe yerleştirilmiş bir metal filamanın (ince tel) çok yüksek bir gerilim (genellikle 30 bin volt) uygulanarak ısıtılmasıyla üretilir.. 2
Son derece ince hazırlanan örnekten geçirilen elektron demeti, elektromıknatısların yardımıyla odaklanır. Elektron demetine doğrudan gözle bakmak olanaksızdır; bu yüzden elektronlar flüorışıl (flüoresan) bir ekran ya da fotoğraf filmi üzerine düşürülerek bir görüntü oluşturulur. Metallerdeki atom dizilerindeki çarpılmalar Virüs ve bakterilerin yapıları Geçirimli elektron mikroskobu Taramalı elektron mikroskobu Düşük enerjili mikroskobu Her türlü yüzeylerin incelenmesi Elektron tabancasından elde edilen elektronlar 100-200kV değerinde hızlandırma voltajı ile numuneye yönlendirilirler. Elektronların yönlendirilmesi elektromanyetik lensler kullanılarak yapılır. Numuneden geçebilen elektronlar gözlem ekranının üzerine düşer ve görüntü elde edilir. 3
Tungsten kaynak elektronları üretir. Elektronlar vakumda hızlandırılarak, elektro mıknatıslar ile sabitlenmiş, bölümlere ayrılmış ve boyanmış örnek üzerine odaklanması sağlanır. Görüntü, film üzerinde veya fosforlu ekran üzerinde yakalanır SEM yüksek çözünürlüklü resim oluşturmak için vakum ortamında oluşturulan ve aynı ortamda elektromanyetik lenslerle inceltilen elektron demeti ile incelenecek malzemeyi analiz etme imkanı sunar. Mikroskopta oluşturulan resimler, elektron demetinin malzeme ile olan etkileşiminden ortaya çıkan ışımalar veya geri yansıyan elektronlar sayılarak oluşturulur. Elektron tabancası Anot Yoğunlaştırma lensi Elektron demeti Numune Detektör Tarama Bobinleri Objektif mercek Son açıklık Görüntü 4
Numunenin SEM ile incelenmesi sırasında numune üzerinde istenilen alana gönderilen elektron demeti ile numune yüzeyine (veya kesitine) enerji transferi sağlanır. Gönderilen bu elektron demeti birincil elektronlar olarak adlandırılır ve numuneden bazı elektronların yerinden oynamasına neden olur. İkincil elektron olarak adlandırılan bu elektronlar bir algılayıcı tarafından toplanır ve sinyale dönüştürülür. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) tamamen dijital olup bilgisayar kontrolü ile çalışmaktadır. 5x-300.000x arası büyütme kapasitesine sahiptir. Tabaka film çekme ünitesi ve video-copy baskı ünitesi vardır. Yüzey mikro yapıyı görüntüleyerek tanecik boyutu ve farklı kristollagrafik fazları dedekte etme kabiliyetine sahiptir Numunenin büyüklüğü (gerekirse), numuneyi koyacak veya tutacak yere uyması için küçültülmelidir. Madde SEM içindeki yüksek vakuma karsı koyabilmelidir. Maddenin şekil değişmemeli ve fazla gaz çıkarmamalıdır. Numune temiz, tozsuz, lekesiz ve yağsız olmalıdır. Hazırlama işlemlerinden dolayı yüzey yapının herhangi bir zarar görmesi bazı yüzeysel ayrıntılara yol açacaktır ve bunlar resimleri kaydetme aşamasındaki büyüklükte anlaşılmaya çalışılmalıdır. SEM' de analiz yapılacak numunenin maksimum boyutları: Eni : max. 7.5 cm Boyu : max. 7.5 cm Yüksekliği : max. 1.5 cm, olmalıdır 5
Topografi Morfoloji Sekil, boyut, vs. Bileşim Kristalografik Bilgi SEM de vakum sistemi oldukca onemlidir, basınc elektron tabancasının çalışmasını engellemeyecek kadar düşük olmalıdır. Eğer iyi bir vakum yoksa yüzeyde pislikler birikecektir. Bu tür pislikler Elektron Tabanca haznesinde birikip performansını etkileyecektir. Çünkü bu tür yüzeyler voltaj ölçümlerinin hassasiyetini azaltır. Elektron yayan yüzeylerin kroze olmasını engellemek için düşük olması istenir. Sem lerde difüzyon pompası kullanılır ve bazen de dönen pompalarla desteklenir. Yüksek vakum için- FEG- iyon pompaları kullanılır. Avantajları Dezavantajları *Çözme Gücü *Vakum * Çözme Derinliği *İletken numune * Büyütme *Bakım masrafları yüksek 1) Tungsten Tabanca 2) Lantanum Hexaborıde (LaB6) Tabanca 3) FEG Tabanca 6
7
8
Elektron, mikroskopta daha yüksek voltaj kullanılmak için çalışmalar yapılmaktadır. Bu suretle elektronların daha kalın cisimlere nüfuz etmesi mümkün olmaktadır 9