TM4000Plus II – Um Microscópio Eletrónico de Bancada de última geração!

O Microscópio Eletrónico de Bancada (SEM) é amplamente utilizado em eletrónica, biotecnologia, engenharia de materiais e quase todos os outros setores industriais como um instrumento para observar a estrutura de granulação fina das superfícies dos corpos materiais. 

Historicamente, o SEM de Bancada era um instrumento extremamente grande, mas em 2005 a Hitachi lançou o Miniscope® TM-1000 como a primeira realização de um novo paradigma inovador: um SEM que qualquer pessoa pode usar. Os instrumentos da série TM receberam muitos elogios pelo seu tamanho em miniatura, preço baixo e facilidade de uso.

Quando o Miniscope® TM-1000 foi lançado em 2005, o objetivo seria para uso em escolas e outras instituições educacionais. Nos anos seguintes, no entanto, conforme a Hitachi fornecia os Microscópios das séries TM-1000 e TM-3000, perceberam o crescente interesse no uso do Miniscope® para testes de componentes e outras aplicações industriais. O facto deste SEM de Bancada ser facilmente instalado em locais de fabricação de componentes e que permitia que qualquer pessoa realizasse imagens SEM com facilidade – sem nenhuma habilidade especial ou treino necessário – tornou-os ferramentas altamente promissoras para testes mais refinados de impurezas, defeitos e medições mais detalhadas dos componentes fabricados.

Motivados por este histórico, a Hitachi desenvolveu o TM4000Plus II, um microscópio de bancada de última geração que pretende atender às necessidades dos utilizadores que contam com observações SEM para operações de rotina, como testes de componentes em locais de fabricação para aplicações industriais e para aplicações educacionais. 

O TM4000II Plus: Visão geral e principais recursos

Tal como os microscópios anteriores, o TM4000Plus II é um SEM de baixo vácuo com um canhão de elétrons térmicos que pretende agilizar os procedimentos operacionais de forma tão completa, que mesmo os usuários de SEM iniciantes podem fazer observações sem dificuldade. Este Microscópio Eletrónico de Bancada também possui novos recursos inovadores que o diferenciam, incluindo o novo recurso de navegação SEM-MAP – que permite aos utilizadores, navegar nas amostras usando imagens capturadas sob condições de vácuo por uma câmara montada dentro da câmara de amostra de vácuo, movendo-se para a região de observação desejada com um único clique – e um software de criação de relatórios (padrão) que permite a criação de relatórios de imagens observadas após a conclusão de uma sessão de observação.
Além disso, em comparação com os modelos da geração anterior da série TM3000, o TM4000 oferece uma série de melhorias no desempenho básico, incluindo resolução aprimorada, tensão de aceleração mais alta, estágio de amostra de maior precisão e redução no peso do instrumento. Os Microscópios da série TM4000Plus II também são equipados por padrão com detetores de elétrons retro espalhados semicondutores, enquanto o TM4000Plus II é adicionalmente equipado com detetor de elétrons secundários de baixo vácuo de alta sensibilidade (UVD), permitindo a aquisição de muitos tipos de informações sobre morfologias da amostra.

Fig. 1 Microscópio Eletrónico de Bancada TM4000II Plus da Hitach

Maior conveniência operacional

Como os modelos da geração anterior da série TM3000, o TM4000Plus II permite a observação de imagens por meio de operações de clique e arraste do rato, com uma janela principal ampliada para 1920×1080 pixels.
O recurso SEM-MAP regista a posição do estágio da amostra no momento da observação, permitindo recursos de navegação, como retornar à posição de uma imagem capturada ou verificar o local da localização atual dentro da amostra como um todo. Em observações convencionais de SEM, os grandes tamanhos de amostras causaram a perda da localização observada atualmente ou localizações observadas anteriormente. O recurso SEM-MAP melhora significativamente a facilidade operacional de pesquisa de partes da amostra para observar.

Fig. 2 A janela de operação do TM4000

Performance melhorada

Este SEM de Bancada suporta amostras de tamanhos de até 80 mm de diâmetro e 50 mm de espessura. Um sistema ótico de elétrons recém-projetado produz uma qualidade de imagem aprimorada. O novo design melhora particularmente a qualidade das imagens obtidas em baixa tensão de aceleração de 5 kV para observar a morfologia das superfícies das amostras (Figura 3). Para atender às necessidades de usuários especialistas e não especialistas, adicionaram um modo de tensão de aceleração de 10 kV e uma seleção de 4 tipos de correntes de sonda.

Fig. 3 Detalhes aprimorados nas imagens observadas

Funcionalidade de criação de relatórios

O Microscópio Eletrónico de Bancada TM4000Plus II vem equipado com software de criação de relatórios que permite aos usuários criar relatórios. Basta selecionar imagens e um modelo para criar relatórios personalizados que podem ser salvos/editados nos formatos do Microsoft Office. Isso facilita a organizar e trabalhar com imagens adquiridas e outros dados.

A Figura 4 mostra a janela de criação de relatório do TM4000Plus II e um exemplo de arquivo de relatório criado com este novo recurso.

Fig. 4 A janela do software de criação de relatórios (à esquerda) e um exemplo de relatório Powerpoint® criado por este recurso (à direita).

Imagens retroespalhadas de elétrons e elétrons secundários

O TM4000II Plus captura imagens de elétrons retroespalhados – que contêm informações sobre a composição da amostra na forma de contraste de imagem – e imagens de elétrons secundários, que contêm informações sobre a rugosidade da superfície da amostra. (O TM4000 detecta apenas imagens retroespalhadas de elétrons.) A Figura 5 mostra uma imagem de uma amostra de papel adesivo (uma nota adesiva). Como a observação pode ser feita em condições de baixo vácuo, é possível observar amostras contendo água ou óleos. Além disso, não há necessidade de revestimentos de metal ou outras etapas de pré-processamento. De facto, ao realizar análise elementar, imagens de elétrons secundários podem ser adquiridas sem pré-processamento (sem revestimento de metal), mesmo para materiais não condutores não afetados por materiais de revestimento metálico.

Fig. 5 Observação de uma nota adesiva. Esquerda: imagem retroespalhada de elétrons. À direita: imagem do elétron secundário.

Configurações de observação ajustáveis

Configurações ajustáveis ​​pelo utilizador oferecidas pelo TM4000Plus II – incluindo 3 níveis de tensão de aceleração, 4 níveis de modo de corrente, 3 configurações de força de vácuo e 2 detectores para 3 modos de imagem (imagem retroespalhada de elétrons, secundária – imagens de elétrons e imagens mistas) – permitem que uma ampla gama de tipos de amostras sejam observadas em condições personalizadas otimizadas para o estado da amostra e o objetivo da observação.

Análise Elemental

Os Microscópios Eletrónicos de Bancada da série TM4000 podem ser equipados com uma unidade de análise elementar opcional (um espectroscópio de raios X de dispersão de energia (EDS)) para permitir a análise elementar de amostras em observação. A Figura 6 mostra uma imagem de mapeamento de análise elementar obtida para uma amostra de um relógio. Distribuições de Au, Al e Ni são claramente visíveis. 

Fig. 6 Imagens de análise elementar adquiridas por um TM4000Plus II equipado com um EDS

A Hitachi desenvolveu a série TM4000 – uma linha de novos microscópios de mesa com uma ampla gama de aplicações em eletrónica, biotecnologia, ciência de materiais e muitos outros campos. Os instrumentos desta série mantêm a conveniência e os designs compactos, enquanto oferecem melhorias nas funções, operabilidade e outras áreas. A capacidade de captar imagens de câmaras sob condições de vácuo e o software de criação de relatórios que prepara relatórios de imagens de observação após a conclusão de uma observação – tornam estes microscópios eletrónicos de bancada uma nova ferramenta promissora para pesquisa industrial e outras áreas da ciência e tecnologia.

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