Di importanza fondamentale per comprendere la natura delle interazioni in gioco con l’ambiente sulla superficie dei materiali (corrosione, usura, attrito, adesione, contaminazione, …), la caratterizzazione delle superfici si avvale di un insieme di tecniche che consentono di analizzare la composizione chimica della struttura e di osservare la morfologia di tutti i tipi di superfici.
Basate su un principio generale che consiste, da un lato, nell’inviare una sonda (eccitazione) su un campione al fine di creare un’interazione sonda-campione e, dall’altro, nell’analizzare la risposta ottenuta, le tecniche di analisi di superficie presentano peculiarità specifiche. La Microscopia Elettronica a Scansione accoppiata a una microsonda (MEB-EDX), che consiste nel bombardare la superficie di un campione con elettroni e nell’analizzare gli elettroni e i fotoni X risultanti dall’interazione, consente ad esempio di osservare la morfologia della superficie di un campione e di effettuare analisi chimiche fino a una profondità di alcuni micrometri con un limite di quantificazione dell’ordine dello 0,5 % in massa. La Spettroscopia di Fotoelettroni X (XPS), che consiste nel bombardare la superficie di un campione con fotoni X e nell’analizzare gli elettroni emessi, consente invece di determinare la composizione chimica su una profondità di circa 10 nanometri con una sensibilità di circa lo 0,1 % in massa e di identificare il grado di ossidazione degli elementi presenti e quindi i loro ambienti chimici. Se questi due primi strumenti di caratterizzazione superficiale appartengono alle tecniche elettroniche, la Spettrometria di Massa di Ioni Secondari (analisi tof-sims) appartiene alle tecniche ioniche. Consiste nel bombardare la superficie di un campione con un fascio di ioni primari che polverizzano la materia producendo ioni secondari di cui vengono determinate le masse. Consentendo di determinare la composizione chimica su una profondità di circa 1 nanometro, il metodo SIMS è di gran lunga il più sensibile, con un limite di quantificazione dell’ordine del ppm. In modalità dinamica (DSIMS), consente inoltre di realizzare con precisione profili elementari della superficie di un materiale fino al suo cuore. Forte di una significativa esperienza nella realizzazione di studi che richiedono l’impiego di queste tecniche (anche SDL, GD-OES, GD-MS, AES), FILAB vi accompagna nell’ambito delle vostre esigenze di caratterizzazione delle superfici.