Un Microscopio Electrónico de Barrido (SEM, por sus siglas en inglés) se encuentra principalmente compuesto por un emisor de electrones, una columna y diferentes lentes electromagnéticas. La función del emisor es generar un haz de electrones (electrones incidentes) con una aceleración entre 200 V y 30 keV, el cual viaja a través de la columna (Vacío de 10-4 Pa). En la columna el haz de electrones pasa a través de las diferentes lentes electromagnéticas y un sistema de deflexión que permite manipular el haz de electrones para poder llevar a cabo un barrido superficial de la muestra.
Una vez que los electrones incidentes interaccionan con la superficie de la muestra se generan diferentes señales: electrones secundarios, electrones retro-dispersados, rayos x, entre otras. Estas señales son capturadas por distintos tipos de detectores, ayudando a obtener información morfológica y de composición química superficial de la muestra.
Beneficios
Es una técnica de caracterización superficial no destructiva que proporciona información morfológica y de composición química de los materiales. Es una herramienta ampliamente utilizada en campos como biología, materiales, ciencias ambientales, geociencias, etc., debido al detalle y rapidez en la adquisición de las micrografías de superficie.
Derivado de la interacción entre el haz de electrones y la superficie de la muestra se pueden obtener señales de:
Esta técnica de análisis permite caracterizar una amplia variedad de materiales, algunos ejemplos son: materiales nano-estructurados, aleaciones metálicas, polímeros, minerales, fibras, películas delgadas, biomateriales y en algunos casos muestras con alto contenido en humedad e hidrogeles. Los materiales restrictivos para realizar análisis se refieren a aquellos con propiedades magnéticas, a menos, que se fijen apropiadamente en alguna matriz de contención.
Equipos especializados que emplean esta técnica en LINAN
FEI - ESEM-QUANTA 200. Conocido como microscopio ambiental o environmental scanning electron microscope (ESEM), permite el análisis de muestras no conductoras y húmedas. Cuenta con un cañón termoiónico, que genera el haz de electrones a partir de un filamento de tungsteno (W). Ofrece una resolución nominal de 10 nm.
Diseñado para trabajar en 3 modos de operación:
FEI - ESEM QUANTA FEG-250. Microscopio ambiental o environmental scanning electron microscope (ESEM), permite el análisis de muestras no conductoras y húmedas. Es un equipo de emisión de campo (Field Emission Gun, FEG por sus siglas en inglés), es decir, genera el haz de electrones a partir de un cristal de tungsteno (W) sometido a una diferencia de potencial para extraer el haz de electrones por emisión de campo. Ofrece una resolución nominal de 3.0 nm.
Diseñado para trabajar en 3 modos de operación:
FEI - FIB Dual Beam Helios Nanolab 600. Es un equipo de emisión de campo (Field Emission Gun, FEG por sus siglas en inglés), es decir, genera el haz de electrones a partir de un cristal de tungsteno (W) sometido a una diferencia de potencial para extraer el haz de electrones por emisión de campo. Ofrece una resolución nominal de 0.9 nm. Este equipo trabaja en alto vacío, por lo que las muestras deben ser conductoras y sin humedad.
Este equipo es una nano-estación de trabajo, ya que cuenta con un sistema de doble haz (Dual Beam): un haz de electrones (generado a partir del cristal de tungsteno) y un haz de iones (generado a partir de galio). La columna de iones permite trabajar sobre la superficie de los materiales para generar desbastes y/o cortes a nivel nanométrico, lo que es conocido como un sistema de iones focalizados (Focused Ion Beam, FIB por sus siglas en inglés). Cuenta también con un inyector de iones de platino, que permite generar depósitos conductores sobre los materiales, que en la mayoría de las veces funciona a manera de soldadura conductora. Este microscopio está equipado con un brazo robótico que permite la manipulación in situ de las muestras.
Este sistema de doble haz permite la preparación de muestras para su posterior observación en microscopía electrónica de transmisión (fabricación de lamelas)
Detalles más importantes
