Microsc. Microanal. Microstruct. 3, 243-257 (1992)
DOI: 10.1051/mmm:0199200302-3024300

First attempt towards the direct determination of the Guinier-Preston zones (GP1) copper content in Al-1.7 at % Cu alloy

Bernard Jouffrey et Miroslav Karlik

Ecole Centrale Paris, LMSS-Mat, Grande Voie des Vignes, 92295 Châtenay-Malabry, France

Abstract
Starting from recent results on the observation of atomic monolayers Guinier-Preston zones (GP1) in Al-1.7 at%Cu alloy, by means of atomic resolution in transmission electron microscopy, the authors try to detect directly the concentration of Cu in GP1 zones. Preliminary results, obtained with transmission electron microscopes equipped with a field emission gun (FEG), are presented. They give a content of copper of the order of 50% or less. The problem of damaging the crystalline ordering of the zones under the beam is discussed. Above the displacement threshold, direct knock-on of electrons with aluminium nucleus is the major damaging interaction. This effect is more important for the direct determination of the copper concentration in the zones by means of EELS or X-ray elemental analysis. It is concluded that sub-threshold electron microscopy has to be preferably used.

Résumé
A la suite de travaux récents qui confirment que nombre de zones Guinier-Preston (GP1) dans l'alliage Al-1,7 % at. Cu sont des monocouches atomiques riches en cuivre, les auteurs ont essayé de déterminer directement la concentration en cuivre dans les zones. Des résultats préliminaires obtenus avec de nouveaux microscopes électroniques à transmission équipés d'un canon à émission de champ (FEG), donnent une concentration en cuivre égale à 50 % ou moins. L'influence du faisceau sur une possible évolution des zones est discutée. Les chocs directs électrons-noyaux des atomes d'aluminium représentent les interactions qui peuvent endommager le plus l'échantillon. Cet effet est génant surtout en analyse qui nécessite de fortes doses locales d'électrons primaires. Il est donc préférable d'utiliser, ce qui est effectivement possible, la microscopie électronique sous le seuil de formation des défauts.

PACS
8170J - Chemical composition analysis, chemical depth and dopant profiling.
6182B - Metals and alloys.
6837 - Microscopy of surfaces, interfaces, and thin films.

Key words
Chemical composition -- Concentration measurement -- Binary alloys -- Aluminium base alloys -- Copper alloys -- Electron microscopy -- High-resolution methods -- Physical radiation effects -- Radiation damage -- Guinier-Preston zones -- X-ray analysis -- Al-Cu alloys


© EDP Sciences 1992