ELEKTRON MİKROSKOBU (SEM and TEM)

Elektron Mikroskobu Teknikleri Giriş Elektron mikroskopları çok küçük boyut ölçeğinde ki numuneleri araştırmak için yüksek enerjili elektron demetlerinden faydalanılan bir tekniktir. Elektron mikroskoplarının temel avantajı görünür ışığa kıyasla elektronların sahip olduğu sıra dışı kısa dalga boylarıdır. The wavelengths of about 0.005 nm boyutlarında ki dalga boyu numunenin daha küçük parçalarını daha yüksek çözünürlükle incelemeye imkan sağlar. NE TÜR BİLGİ? Topografi Yüzey özellikleri; nasıl gözüktüğü, dokusu ve bu özelliklerle malzeme özellikleri (sertlik, yansıtma vs.)arasında ki ilişkiyi kurma kapsamında. Morfoloji Malzemeyi oluşturan tanelerin şekil ve boyutsal özellikleri; bu özelliklerle malzeme özellikleri (süneklik, mukavemet vs.)arasında ki ilişkiyi kurma kapsamında. İçerik Malzemeyi oluşturan elementler ve bileşikler; bağıl miktarları, malzeme özellikleri (ergime sıcaklığı, kimyasal tepkime türü vs.) ile olan ilişkisini kurma. Kristalografik bilgi; malzemede atom düzeni, malzeme özellikleri (iletkenlik, elektrik ve fiziksel özellikleri vs) ile ilişkisini kurma.

Türleri İki tür elektron mikroskobu vardır; Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM), numunenin ince bir diliminin içinden geçip analiz yapan, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), katı numunenin yüzeyinden görüntü alamaya yarayan,

Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM) Çalışma Prensipleri TEM bir sunum projektörü gibi çalışır. Projektör sunum kağıdına bir ışık demeti gönderir, ışık demeti sunum kağıdından geçerken kağıt üzerinde ki yapı ve nesnelerden etkilenir. Bu etkileşimler ışığın sadece belirli bir kısmının sunumdan geçmesi ile sonuçlanır. Bu geçen ışık dalgaları daha sonra görüntüleme ekranına yansır ve resmin daha büyük boyutlu bir yansıması oluşturulur. TEM aynı prensiple çalışır, tek fark ışık kaynağı olarak elektron dalgaları ve numune olarak çok ince zar yapısında numuneler kullanılır. Numuneden geçen elektron dalgaları kullanıcının görüntü elde etmesi için fosfor bir ekran üzerine yansıtılır.

Elektron demeti numuneye çarpar ve bir kısmı numuneden geçer, Geçen bölüm objektif lensler yardımıyla odaklanılarak görüntü oluşturulur, Görüntü daha sonra kolondan aşağıya projektör lensine doğru büyütülerek ilerler, Görüntü en sonunda fosfor görüntü ekranına yansıtılır ve dışarıdan sağlanan bir ışık kaynağı altında görüntülenir. TEM Çalışma Prensibi

TEM Çalışma Prensibi SEM Çalışma Prensibi

Numune ile Etkileşimler Saçılmayan Elektronlar Gelen elektronlar ince numune ile etkileşime girmeden geçip giderler, Kullanım Saçılmayan elektronların geçirimi numune kalınlığı ile ters orantılıdır, Kalın numune bölgeleri daha az elektronu geçireceği için görüntüde daha karanlık bölgeler olarak gözlemlenir, ince bölgeler ise tam tersi olarak daha aydınlık olacaktır.

Elastik Bir Şekilde Saçılan Elektronlar Gelip numune içinde ki atomlar tarafından saçılan elektronlar (orijinal rotasından saptırılan) elastik biçimde (enerji kaybı yok) etkileşmişlerdir. Bu elektronlar daha sonra yoluna numune içinden geçip giderek devam eder. Kullanım Bütün elektronlar Bragg Yasasına uyar; λ=2d·sinθ Bütün gelen elektronlar aynı enerjiye (λ) sahiptir ve numune yüzeyine dik biçimde gelirler. Bu ‘benzer açı’ ile yansıyan elektronlar manyetik lensler yardımıyla toplanıp noktalardan oluşan bir desen oluşturulması sağlanır; her nokta bir atomlar arası mesafeyi (düzlemi) simgeliyor. Bu desen atomik oryantasyon, düzen ve faz yapıları hakkında bilgi sağlar.

Elastik Olmayan Saçılımlardan İki Şekilde Faydalanır; Gelen elektronlar numune ile elastik olmayan (enerji kaybeden) biçimde etkileşir, bu etkileşen elektronlar daha sonra numunenin içinden geçerek objektif lense doğru ilerler. Kullanım All electrons follow Bragg's Law and thus are scattered according to Wavelength=2*Space between the atoms in the specimen*sin (angle of scattering). All incident electrons have the same energy(thus wavelength) and enter the specimen normal to its surface Elastik Olmayan Saçılımlardan İki Şekilde Faydalanır; Elektronların Kayıp Enerji Spektroskopisi: Kaybolan enerji etkileşime giren elementlere bağlı spesifik bir bilgi, Elementlerin bağ yapısına bağlıdır ve bileşiğin içinde ki elementlerin miktarı, bağ yapıları, oksit düzeyleri gibi bilgileri sağlar. Kakuchi Bantları: Elastik olmayan etkileşim sonucu değişken ışık ve karanlık bölgelerden oluşan ve atomsal mesafeleri gösteren görüntü, Bu bantların kalınlığı atom mesafeleriyle ters orantılıdır, elastik saçılıma benzer desene sahiptirler.

FİNAL SINAVI KAPSAMI Hegzagonal yapı, Kristal Yapı Hataları, Taramalı Elektron Mikroskobu Geçirmeli Elektron Mikroskobu, Vize Öncesi Bölümden (30-40 puan kadar)