Microscopio elettronico a scansione (SEM), di cosa si tratta?
Il Microscopio elettronico a scansione (MEB o SEM in inglese per Scanning Electron Microscopy) è una tecnica di caratterizzazione che consente di ottenere immagini della superficie di un campione ad alta risoluzione. Utilizzando il principio delle interazioni elettrone-materia, il MEB offre una risoluzione molto migliore rispetto ai microscopi ottici tradizionali, limitati dalla lunghezza d’onda della luce visibile e dalla qualità delle lenti ottiche.
Un MEB è composto da una colonna elettronica, da un cannone elettronico (un cannone elettronico che consente di colpire la superficie del campione), da rilevatori e da un tavolino che permette di spostare l’oggetto da analizzare.
Oggi questo strumento è utilizzato in numerosi settori industriali per analizzare le proprietà superficiali di un materiale o per caratterizzare un guasto o una contaminazione (particella, deposito, fessura…).
Una storia iniziata all’inizio degli anni ’30…
È in Germania che iniziano i primi lavori sulla progettazione di un apparecchio ottico elettronico. All’inizio degli anni ’30, Max Knoll sviluppa un analizzatore a fascio di elettroni, che integra in quello che fu il primo Microscopio Elettronico in Trasmissione.
Qualche anno più tardi, lo scienziato Manfred Von Ardenne completa questi lavori aggiungendo bobine di scansione: nel 1938 costruisce il primo Microscopio Elettronico a Scansione.
È in Inghilterra, e più precisamente all’Università di Cambridge, che la storia del MEB prosegue. Charles Oatley e Dennis Mc Mullan riescono alla fine degli anni ’40 a ottenere un’immagine in rilievo, caratteristica dei MEB «moderni». Questo progresso è completato dai lavori di T.E. Everhart e R.F.M Thornley, che portano a un nuovo rivelatore in grado di rilevare gli elettroni secondari.
Molto rapidamente, i primi prototipi di MEB vengono installati negli anni ’60 in Germania, in Inghilterra e anche in Francia…
Le nuove applicazioni moderne del SEM
Da allora, numerose innovazioni hanno permesso di ampliare le prestazioni e i campi di applicazione del Microscopio Elettronico a Scansione. Ecco alcuni esempi:
- SEM digitale che integra il comando manuale e la digitalizzazione diretta
- SEM a doppia colonna (FIB)
- SEM ad alta risoluzione (FEG) in grado di raggiungere ingrandimenti dell’ordine di 100.000. Anche le immagini 3D e a colori hanno contribuito a una maggiore precisione e a una migliore leggibilità.
- SEM EDS/EDX, per diagnosi di natura chimica (analisi elementari semiquantitative)
- Microscopio ambientale (ESEM) con modalità a pressione controllata per campioni poco conduttivi (in particolare vetri o plastiche).
- SEM EBSD, per la caratterizzazione delle microstrutture e delle proprietà cristallografiche
Approfittate dei nostri servizi di analisi e delle prestazioni dei nostri MEB-FEG EDX e MEB-EBSD di ultima generazione
Il nostro laboratorio dispone di due MEB-FEG accoppiati a una sonda EDX e di un MEB-FEG accoppiato a una sonda EBSD, al fine di ampliare il nostro campo di competenza e raggiungere un livello più elevato di caratterizzazione di superfici estreme, per prestazioni quali:
- L’identificazione della natura chimica
- Il controllo dei trattamenti di tipo strati sottili
- La ricerca di contaminazioni
- La ricerca di inclusioni
- L’expertise dei guasti
- L’analisi di problematiche di distacco o scarsa adesione
