Técnicas Microscópicas de Caracterización

En este módulo se pretende mostrar la estructura y los principios básicos de funcionamiento del Microscopio Electrónico de Barrido (MEB o SEM en su acrónimo en inglés). Veremos qué tipo de fenómenos se producen dentro del microscopio al interaccionar el haz de electrones con la muestra y de qué manera se aprovechan las diferentes señales generadas para proporcionar, con gran resolución, información morfológica, topográfica y de composición, siendo muy útil para una gran variedad de aplicaciones científicas y industriales.

En este módulo se presenta la configuración de un microscopio electrónico de transmisión (TEM). Mientras en un microscopio SEM, las imágenes se forman con electrones secundarios arrancados de la muestra, o con electrones del haz primario que han sido retrodispersados al interaccionar fuertemente con los átomos del material, en un TEM las imágenes se forman con los electrones que han atravesado la muestra. Veremos los modos más fundamentales de operación para obtener una imagen ampliada de la muestra, incluso con resolución atómica, o para obtener diagramas de difracción de electrones que contienen información sobre la estructura cristalina de los materiales observados.

En este módulo presentamos el microscopio electrónico de transmisión y los modos de operación básicos con haz paralelo para obtener imágenes y patrones de difracción de electrones. En este tercer módulo, se presenta la posibilidad de trabajar con un haz convergente y de pequeño tamaño, que además barre la superficie de la muestra por la acción de bobinas electromagnéticas deflectoras, dando lugar al llamado modo de barrido – transmisión (STEM). La señal de interés en este caso, proviene de la interacción quasi-elástica de los electrones con los núcleos de los átomos de la muestra para obtener imágenes cuyo contraste depende del número atómico de los mismos, o bien de la interacción inelástica con la nube electrónica de los átomos de la muestra, para medir la pérdida de energía que ha sufrido el haz de electrones primario y extraer información sobre la composición del material y el estado de oxidación de los elementos que lo componen.

En este módulo analizamos el Microscopio de Fuerzas Atómicas que significó un hito a principios de los 80 para la evolución y consolidación de la nanotecnología ya que permite la medida de todo tipo de nanoestructuras de una forma rápida, sencilla y no destructiva. Durante el curso veremos su esquema y funcionamiento y podremos comprobar su gran potencialidad y alta versatilidad. El objetivo principal del curso es dar las herramientas básicas para la utilización práctica de un AFM de manera autosuficiente.