Indagine e mappatura di elementi chimici ad alta risoluzione spaziale
Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA)
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In cosa consiste la tecnologia?
La spettroscopia Elettronica per Analisi Chimica (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis – ESCA) è una tecnica di analisi superficiale che si basa sulla misura dell’energia cinetica degli elettroni emessi da un campione irraggiato da radiazione elettromagnetica di frequenza opportuna, ovvero raggi ultravioletti (Ultra Violet Photoelectron Spectroscopy – UPS) o raggi X (X-Ray Photoelectron Spectroscopy – XPS).
Il microscopio fotoelettronico a scansione (Scanning Photo Electron Microscope – SPEM) permette di combinare misure XPS ad alta sensibilità grazie ad una sorgente X di terza generazione con una risoluzione spaziale elevata (risoluzione laterale imaging: 40 nm; microspot size: 120 nm), permettendo una caratterizzazione molto precisa della composizione superficiale ad una scala nanoscopica.
A che esigenza risponde?
È una tecnologia utile a valutare la presenza e la distribuzione di un elemento nelle varie zone da esaminare. La tecnica è infatti in grado di verificare la presenza di specie chimiche di interesse su su aree microscopiche selezionate (inferiori al micron quadrato – 120×120 nm) e valutarne la concentrazione locale. È inoltre in grado di mappare su zone più ampie (alcuni millimetri quadrati) la concentrazione di tali elementi, con elevata sensibilità e risoluzione spaziale nanometrica.
Quali sono i principali vantaggi della tecnologia?
A differenza di misure XPS convenzionali o di tecniche quali Energy-Dispersive X-Ray Analysis (EDX) o X-Ray Fluorescence (XRF), la tecnica può mappare con una risoluzione spaziale submicrometrica la distribuzione di elementi chimici (è possibile acquisire “mappe composizionali” della superficie). Inoltre, l’utilizzo di una sorgente di sincrotrone garantisce tempi di acquisizione bassi e risoluzione energetica molto alta rispetto a sorgenti X convenzionali.
È tutelata?
La tecnologia non e’ stata brevettata, la ricerca proprietaria svolta in campo industriale ha carattere di riservatezza.
Quali sono le possibili applicazioni industriali?
Questo tipo di misura si rivolge a tutte le applicazioni in cui sia necessario determinare con precisione la presenza e la distribuzione spaziale di uno o piu elementi chimici, in vari campi:
- conservazione dei beni culturali
- anticontraffazione
- semiconduttori organici
- celle a combustibile
- lubrificanti
- metalli
- materiali compositi