Meccanismi di contrasto: Microscopia ottica

1. Meccanismi di contrasto: Microscopia ottica Tecniche speciali solo in trasmissione

2. Campo chiaro (Bright Field, BF) È la tecnica “normale”: l’obbiettivo raccoglie tutta la luce che è trasmessa o riflessa dal campione. È basata sull’assorbimento della luce (o di alcune lunghezze d’onda) maggiore o minore da parte di aree diverse del campione che quindi risultano più o meno chiare (o di colore diverso). Quindi è una tecnica che si basa direttamente sul contrasto di intensità (o di colore). Per questo si chiama contrasto di ampiezza (l’intensità è il quadrato dell’ampiezza dell’onda).

3. Campo scuro (Dark Field, DF) È la tecnica per oggetti che assorbono poco ma diffondono: l’obbiettivo raccoglie solo la luce che diffusa dal campione. L’illuminazione è fatta in modo tale che la luce che illumina il campione non entra nell’obiettivo. Risultano quindi chiari solo gli oggetti che diffondono, mentre il fondo risulta scuro.

4. Contrasto di polarizzazione È la tecnica per oggetti birifrangenti: il fascio ordinario e straordinario acquistano una differenza di fase diversa per tipi diversi di cristalli e dipendente dallo spessore. La loro interferenza produce colori che permettono di identificare i diversi cristalli. L’anisotropia che genera birifrangenza può essere intrinseca al materiale o indotta da stress

5. Immagini ortoscopiche

7. Contrasto di fase È la tecnica per oggetti trasparenti e che non diffondono. Nell’attraversamento del campione la luce subisce però un cambiamento di fase che può venir sfruttato per creare interferenza con il fascio diretto. Applicato p.es. per il conteggio delle fibre di amianto

8. Differential Intereference Contrast (DIC)

9. Microscopia ottica: rapporto campione  meccanismo

10. Trasmissione

11. Riflessione Scansione

12. Esempio 600 pixel 300mm 300m Ingrandimento a vuoto (oltre la massima risoluzione) fascio Area sul campione corrispondente a un pixel A cosa è dovuto l’ingrandimento nel SEM? Risoluzione max 300m/600pixel  0.5 m/pixel Nessuna informazione può essere ottenuta sulla struttura interna del pixel sul campione Ingrandimento 300mm/300m 1000 X Il numero di pixel nello schermo e la dimensione dell’area scansionata definiscono la dimensione dell’area del campione corrispondente ad un pixel, cioè la risoluzione. L’ingrandimento è il rapporto tra la lunghezza della linea sullo schermo e quella sul campione. La risoluzione ha un limite inferiore nella dimensione del fascio.

13. Specimen Image Mag=1 Mag=3

14. Differenza importante tra TEM e SEM • Ricordando che: il coefficiente di aberrazione sferica aumenta con la lunghezza focale delle lenti e questi due numeri hanno lo stesso ordine di grandezza (Cs ~ f/2) • Il TEM analizza piccoli campioni posti tra i pezzi polari della lente obiettivo, che quindi può essere operata a lunghezza focale molto piccola con (relativamente) piccoli valori del coefficiente di aberrazione alta risoluzione possibile (conseguenza secondaria: più alta è la risoluzione, minore spazio c’è per orientare il campione o per accessori vari). • Nel SEM grandi campioni sono posti fuori dalla lente obiettivo che è operata a grandi lunghezze focali limitata risoluzione (per raggiungere alte risoluzioni esistono SEM speciali, in cui piccoli campioni sono inseriti nelle lenti; sono necessari anche rivelatori speciali)