Ementa e público alvo

Disciplina de introdução à microscopia eletrônica abordando os fundamentos teóricos e os princípios operacionais envolvidos em microscopia eletrônica de transmissão e de varredura. Aulas expositivas apresentarão os fundamentos teóricos e aulas demonstrativas em vídeo permitirão um melhor entendimento das técnicas e da operação dos equipamentos. A Avaliação terá três provas, uma para cada bloco de conhecimento. Destina-se a estudantes de Física, Engenharias e Química.

Fundamentos (5 aulas)

Introdução histórica (aula 1)

  • História da microscopia eletrônica, importância/relevância da microscopia eletrônica;
  • Aplicações gerais, conceito de resolução;
  • Conceito e comparação geral de microscopia eletrônica de transmissão e de varredura.

Interação Elétron-Matéria (aula 2)

  • Dualidade onda-partícula, aceleração dos elétrons;
  • Espalhamento elástico e inelástico;
  • Tipos de sinais gerados e suas características, volume, dispersão etc.

Cristalografia e Difração (aulas 3 e 4)

  • Estrutura cristalina (empacotamento), Tipos de estruturas cristalinas;
  • Difração de fenda simples, Difração de múltiplas fendas;
  • Espaço real e espaço recíproco, transformada de Fourier.

O microscópio eletrônico (aulas 5 e 6)

  • Tipos de emissores de elétrons, características, comparações, monocromadores;
  • Lentes eletromagnéticas, conceitos, aberrações e corretores;
  • Sistema de vácuo e tipos de bombas;
  • Detectores para microscopia eletrônica de transmissão e de varredura;
  • Tipos de sinais gerados e suas características, volume, dispersão etc.

Prova 1

Prova

TEM - Microscopia Eletrônica de Transmissão (8 aulas e 3 demos)

Difração em microscopia eletrônica de Transmissão (aulas 7 e 8)

  • Difração e espaço recíproco em estruturas cristalinas;
  • Indexação, Esfera de Ewald;
  • Erro de excitação.

Formação de imagem em microscopia eletrônica de Transmissão (aulas 9 e 10)

  • Contraste massa-espessura;
  • Contraste de difração (campo de tensão);
  • Imagem em modo transmissão em baixa resolução;
  • Imagem de campo claro e campo escuro em modo transmissão;
  • Imagem em modo varredura em transmissão;
  • Imagem de campo claro e campo escuro em modo varredura em transmissão.

Operação demonstrativa do TEM (demo 1)

Operação demonstrativa do TEM (demo 1)

Imagem de alta resolução em microscopia eletrônica de Transmissão (aulas 11 e 12)

  • Contraste de fase;
  • Interação elétron onda amostra;
  • Função de transferência de contraste;
  • Informações obtidas a partir de imagens de alta resolução.

Operação demonstrativa do TEM (demo 2)

Operação demonstrativa do TEM (demo 2)

Espectroscopia em microscopia eletrônica de Transmissão (aulas 13 e 14)

  • Interação elétron- eletrosfera, transição casca caroço;
  • Espectroscopia Dispersiva em energia (EDS);
  • Interação elétron- rede cristalina, band gap, plasmon, fônon;
  • Espectroscopia de elétrons por perda de energia (EELS);
  • Microscopia eletrônica de transmissão avançada – In-situ, Tomografia, 4D-STEM.

Operação demonstrativa do TEM (demo 3)

Operação demonstrativa do TEM (demo 3)

Prova 2

Prova 2

SEM - Microscopia Eletrônica de Varredura (8 aulas - 3 demos)

Princípios básicos do SEM (aulas 15 e 16)

  • Fundamentos da formação de imagens;
  • Diferentes sinais utilizados para análise (SE1, SE2, SE3, BSE, STEM etc.);
  • Lentes eletromagnéticas (Pin Hole, Snorkel, Immersion etc.);
  • Detectores de elétrons;
  • Parâmetros operacionais do microscópio (WD, Probe size, Acc. Voltage etc.).

Microscopia de varredura de alta resolução (aula 17)

  • Infraestrutura de instalação das máquinas (vibração, campo magnético etc.);
  • Detectores In-Lens;
  • Aberração cromática e monocromador;
  • Beam deceleration;
  • Porta amostras para alta resolução;
  • Preparação de amostras para alta resolução.

Modos Operacionais do SEM (aula 18)

  • Microscopia de varredura em baixo vácuo (LV);
  • Microscopia de varredura ambiental (ESEM).

Espectroscopia de raios-X (aulas 19 e 20)

  • Fundamentos de EDS (detector, parâmetros de operação etc.);
  • Fundamentos de WDS (detector, parâmetros de operação etc.);
  • Diferentes análises (espectro, linha, mapeamento etc.);
  • Quantificação;
  • Preparação de amostras para espectroscopia.

EBSD - Difração de elétrons retro espalhados (aula 21)

  • Fundamentos da técnica (formação das bandas de Kikuchi, indexação etc.);
  • Detector de EBSD;
  • Parâmetros de aquisição (ganho, binning etc.);
  • Interpretação dos resultados (mapeamentos);
  • TKD – Transmission Kikuchi Diffraction;
  • Preparação de amostras para EBSD.

Operação demonstrativa de EBSD (demo 6)

Operação demonstrativa de EBSD (demo 6)

Instrumentação e experimentos in situ (aula 22)

  • Principais cuidados a considerar em experimentos in situ;
  • Overview sobre as possibilidades (aquecimento, deformação, resfriamento etc.);
  • Microscopia eletrônica de duplo feixe (FIB).

Prova 3

Prova 3