Detectores BSE

Elétrons retroespalhados (BSE) são elétrons de alta energia gerados como resultado de interações elásticas entre o feixe de elétrons primários e a amostra. A faixa de energias dos BSE é de 50 eV até a energia do feixe de elétrons. BSE são emitidos a partir de uma ampla região dentro do volume de interação (a região na amostra, onde todas as interações de feixe-amostra ocorrem) com uma faixa de penetração que pode ser tão profunda como alguns micrômetros para feixes de alta energia até centenas ou mesmo algumas dezenas de nanômetros, para baixas energias do feixe.
 

O coeficiente de retroespalhamento η  (relação entre a BSE gerados e o número de elétrons do feixe incidente na amostra) depende fortemente do número atómico médio da amostra (áreas com um número atómico médio maior, aparecerão mais brilhantes do que aquelas com números atômicos menores. Por esta razão o sinal BSE fornece imagens de contraste dos números atômicos dos materiais.

Detectores BSE

Tescan oferece uma variedade de detectores retro espalhados (BSE) prêmio, em duas categorias:
Detectores BSE
Detector BSE

Detectores BSE baseados em cristal de cintilação

Os sistemas TESCAN são equipados com cintiladores à base de cristais de primeira classe. Estes tipos de detectores alcançam alta sensibilidade e alta resolução em número atômico (0,1 Z) para uma qualidade de imagem aperfeiçoada. Sua grande área de detecção permite a obtenção de imagens de qualidade em alta velocidade de digitalização. A TESCAN projetou diferentes detectores BSE tipo YAG os quais, dependendo do sistema, são fornecidos como item básico ou como opcional.
As principais vantagens dos detectores baseados em YAG monocristalino são:
  • Alta taxa de imagens de até 20 ns / pixel
  • Estabilidade de temperatura (sem desvio de sinal)
  • Baixo nível de ruído, imagem nítida
  • Inerte à luz infravermelha da câmara
  • Adequado para observações em baixo vácuo
A TESCAN disponibiliza diferentes detectores BSE tipo YAG os quais - dependendo do sistema – são fornecidos como item básico ou como opcional.

Detector BSE (fixo) é um detector BSE baseado no cristal de cintilação anelar instalado no eixo óptico da coluna do MEV, diretamente sob a lente objetiva, permitindo imagens de alta qualidade tanto no alto quanto no baixo vácuo. Ele fornece ambos, contraste topográfico e de composição, a partir BSE de alto ângulo, adequado para amostras de imagem de baixo contraste, como amostras biológicas. Alcança uma resolução em número atômico de 0,1 Z.

Detector BSE retrátil. Com as mesmas características e capacidades da versão fixa, a vantagem deste detector é que ele pode ser retraído quando não é utilizado. Este recurso permite ajustar livremente a distância de trabalho para otimização de imagens SE. A retratilidade pode ser manual ou motorizada.


Detector BSE médio ângulo posicionado no interior da coluna, permite mapeamento composicional com baixo volume de ruído. Ele coleta BSE de médio ângulo, fornecendo contraste composicional, bem como, informação topográfica da amostra. Adequado para geração de imagens em curtas distâncias de trabalho. O detector BSE médio ângulo é parte integrante original do sistema de detecção universal Triglav ™, a coluna eletrônica de ultra alta resolução TESCAN recém projetada. No modo de desaceleração do feixe (BDM), este detector recolhe sinais BSE. É capaz de operar em toda a faixa de energias do feixe: 200 eV a 30 keV.


Detector BSE In-Beam baseado em cintilador anular e posicionado no interior da coluna para a detecção de BSE axiais, proporcionando desta forma contraste de composição pura, adequada para imagens a curtas distâncias de trabalho. O detector BSE In-beam pode ser utilizado simultaneamente com o detector fixo / retrátil (principalmente coletando sinais BSE de grande ângulo) e os seus sinais podem ser somados para o aperfeiçoamento do material e também do contraste topográfico. Em sistemas configurados com BDT, este detector coleta sinais SEs no modo de desaceleração de feixe (BDM) atingindo grande resolução (a resolução alcançada depende do sistema em particular).


Detector BSE baixa energia (LE-BSE). Este detector é especialmente projetado para aumentar a sensibilidade de detecção a baixas energias, sendo capaz de operar em toda a faixa de energias do feixe: 200 eV a 30 keV. A versão in-beam (detector LE-BSE In-beam) pode operar na faixa de 500 eV a 30 keV. Os detectores LE-BSE são bem adequados para aplicações de tomografia em MEV-FIB.


Detector BSE retrátil de dupla cintilação. Equipado com dois cristais YAG, sendo um para a coleta de sinais BSE de grande ângulo e o outro (lateral), para coleta de sinais BSE de baixo ângulo. Os dois cintiladores trabalham de forma independente e os seus sinais podem ser combinados para se obter imagens com composição aperfeiçoada ou contraste topográfico. O cristal lateral pode ser coberto manualmente por um obturador de modo que o detector se comporta como um detector padrão BSE YAG.


Detector BSE revestido de Al. Este detector permite a aquisição simultânea de sinais de BSE e de catodoluminescência (CL). Quando ambos detectores de Cl e de BSE são utilizados, fótons emitidos a partir do cristal de cintilação do detector BSE são recolhidos pelo detector CL, interferindo assim com o sinal CL verdadeiro a partir da amostra. A fim de evitar este cruzamento entre sinais de detectores, o cristal do detector BSE é coberto com uma camada de alumínio, impedindo desta forma que fótons emitidos a partir do cintilador possam alcançar o detector de CL. Este detector é particularmente relevante para aplicações em mineralogia, onde a aquisição simultânea de CL e de imagens de BSE é importante.


Detector BSE / CL. Este tipo de detector pode ser utilizado como detector de catodoluminescência (CL) para a caracterização de amostras, utilizando a informação que fornece a luz visível e como um detector BSE, para contraste de material. A alteração entre os dois modos operacionais de trabalho exige a troca (manual) do guia de luz.


Detector BSE refrigerado a água. Este detector de cintilação anular motorizado e retrátil é projetado especialmente para aplicações em que a amostra precisa ser aquecida a temperaturas tão elevadas que danificariam o detector padrão BSE. O detector pode operar a temperaturas de até 900 °C, graças a um sistema de resfriamento por circulação de água.

Detectores BSE de estado sólido (semicondutores de 4-quadrantes)

Detector BSE 4Q retrátil. É um detector de estado sólido de quatro quadrantes anelar que coleta quatro sinais de BSE independentes, emitidos a partir de diferentes direções. A eletrônica do MEV ajusta o sinal de todos os quatro quadrantes separadamente e / ou suas misturas, adiciona ou subtrai em uma imagem resultante. Desta forma, recursos avançados de imagem tais como composição, modo topográfico ou quatro imagens independentes otimizadas para a reconstrução 3D da superfície da amostra são possíveis. Imagem 3-D é possível graças ao software que combina os quatro sinais a partir de diferentes direções em uma imagem.
  • sinal separado de todos os quatro quadrantes
  • sinal misto em uma imagem resultante
  • modo de composição e de topográfica
  • reconstrução 3D da superfície da amostra
  • projeto retrátil (opcional, motorizados)