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APT – Tomografia atomica

APT – Tomografia atomica

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La tomografia a sonda atomica (APT) è l’unica tecnica di analisi dei materiali che offre ampie funzionalità sia per l’imaging 3D che per le misurazioni della composizione chimica su scala atomica (circa 0,1-0,3 nm di risoluzione in profondità e 0,3-0,5 nm lateralmente). Sin dai suoi primi sviluppi, APT ha contribuito a importanti progressi nella scienza dei materiali.

La tomografia a sonda atomica (APT o 3D Atom Probe) è l’unica tecnica di analisi dei materiali che offre ampie funzionalità sia per l’imaging 3D che per le misurazioni della composizione chimica su scala atomica (circa 0,1-0,3 nm di risoluzione in profondità e 0,3-0,5 nm lateralmente).

Sin dai suoi primi sviluppi, la tomografia a sonda atomica ha contribuito a importanti progressi nella scienza dei materiali. Il campione viene preparato sotto forma di una punta molto acuminata. La punta raffreddata è polarizzata ad alta tensione CC (3-15 kV). Il raggio molto piccolo della punta e l’alta tensione inducono un campo elettrostatico molto elevato (decine V / nm) sulla superficie della punta, appena sotto il punto di evaporazione dell’atomo. Sotto impulso laser o HV, uno o più atomi vengono evaporati dalla superficie, per effetto di campo (vicino al 100% di ionizzazione) e proiettati su un rilevatore di posizione sensibile (PSD) con un’efficienza di rilevamento molto elevata.

L’efficienza degli ioni raggiunge l’80%, la massima efficienza analitica di qualsiasi microscopia 3D.

Lo schema sopra illustra il principio della tomografia a sonda atomica, mostrando il campione e il rivelatore sensibile alla posizione 2D. t (pulse) è un impulso laser o di tensione che agisce sulla punta del campione che innesca l’evaporazione del campo di ioni et (evento) è il tempo in cui lo ione raggiunge il rivelatore.

Il rilevatore consente di misurare contemporaneamente:     il tempo di volo degli ioni: misurare il tempo tra il laser o l’impulso di tensione e l’arrivo sul PSD consente di determinare il rapporto m / q (rapporto massa / carica).     la posizione (X, Y) dell’impatto ionico sul rivelatore: misurare la posizione X-Y e l’ordine di arrivo degli ioni sul PSD consente di ricostruire la posizione originale degli atomi sulla punta. Ripetendo questa sequenza, gli atomi vengono progressivamente rimossi dalla punta e un’immagine 3D del materiale può essere ricostruita su scala atomica.

La linea di prodotti per tomografia a sonda atomica CAMECA comprende la famiglia LEAP 5000 e la famiglia APT EIKOS. Le sonde Atom CAMECA (Atom Probe) sono sviluppate in collaborazione con il GPM – Materials Research Group – dell’Università di Rouen, Francia.

Per saperne di più:     scarica il nostro tutorial sulla tomografia a sonda Atom – un opuscolo da 32p che fornisce un’introduzione pratica alla tecnica APT, approfondimenti sul funzionamento dello strumento e diversi casi di studio.     visualizzare il webinar della società di ricerca sui materiali del 2018 “Introduzione alla tomografia a sonda atomica e alle sue applicazioni”

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