Exercício
de Fixação e Avaliação de Conteúdo -
Análise e Caracterização de Superfícies/2009

Prof. Herman
Mansur - Duração (estimada): 4 horas – VALOR: 50 (pontos)

(Data Disponível ONLINE:
25-setembro-2009)

1)
Detalhe e
conceitue com suas palavras os seguintes itens:

a)
Interfaces e
Superfícies; Elétrons secundários; Elétrons
retroespalhados; Raios-X característicos

b)
Contraste,
Resolução, profundidade de foco, profundidade de campo,
distorção cromática, distorção
geométrica

c)
Caracterização
de um material ou sistema

2)
Cite e
explique as diferenças entre as imagens obtidas por Elétrons
secundários e Elétrons retroespalhados em MEV.

3)
Identifique no diagrama a seguir
cada um dos efeitos do feixe eletrônico utilizado na técnica de
Microscopia eletrônica de varredura (MEV) na amostra e explique cada um
deles (1,2,3,4).

4)
Porque as
técnicas de microscopia eletrônica (SEM,TEM) requerem materiais
estáveis em alto vácuo? Estes materiais precisam ser condutores?
Compare com a E-SEM (Environmental Scanning Electron Microscope) e justifique
a(s) eventual(is) diferença(s).

5)
Cite e explique com suas palavras pelo
menos 3 características para preparação da amostra para
análise em TEM? Qual material iria necessitar maior tensão de
operação, para a mesma espessura, um filme de titânio
metálico ou de um polímero? Porquê?

1)
Calcule:

a)
Comprimento
de onda associado a um feixe de elétrons acelerado em 100 kV em TEM?

b)
Sabendo que
a redução de penetração de um feixe
eletrônico decai exponencialmente com o aumento da espessura da amostra
em análise por TEM, qual seria a alteração relativa de
profundidade de uma amostra de espessura preparada com 100 nm para uma amostra
de 50 nm?

c)
Qual seria a
relação final de probabilidade de retroespalhamento de um feixe
eletrônico cuja tensão foi reduzida em 50%? E para um material-A
de peso atômico Za=16 u.a. para um material-B de peso atômico Zb=25
u.a.?

2)
Desenhe e
explique o diagrama completo de operação de um microscópio
de força atômica, ressaltando as forças atuando em cada
região e os diferentes modos de operação.

3)
Considerando
o diagrama de feixe eletrônico a seguir, coloque em ordem DECRESCENTE,
para as situações (1,2,3),
os seguintes parâmetros e explique:

a)
Número
Atômico, Z;

b)
Energia do
Feixe eletrônico utilizado, E;

Dados para Realização:

qe  = carga
elétrica negativa =  −1,6
× 10−19 Coulomb

me = massa de 9,10 × 10−31 kg

c0 = 3,0 x 108 m/s

ATENÇÃO:

-
Faça TODAS as considerações que julgar necessário para
resolução dos problemas.

- A
AVALIAÇÃO É INDIVIDUAL! RESPOSTAS IGUAIS DIVIDIRÃO
AS NOTAS! CONSULTA DE MATERIAL PRÓPRIO!

- A DATA LIMITE para entrega impressa na Secretaria do
DEMET (Prof. Herman Mansur) ou via eletrônica (email: [email-masked]   ou [email-masked]
) será dia 15-outubro-2009 às 18:00h. NÂO SERÃO
ACEITOS OS DOCUMENTOS APÓS ESTA DATA!

BOM TRABALHO!!!