Resolución
• Con buena iluminación y a 30 cm de distancia, el ojo humano puede distinguir dos puntos separados 0.1 mm. Si los dos puntos estuviesen más cerca, nuestro ojo vería solo uno y mas bien borroso. Esta distancia es llamada poder de resolución del ojo humano.
• Instrumentos como la lupa o los microscopios ópticos pueden ser utilizados para magnificar esta distancia y permitir al ojo distinguir puntos separados por una distancia aproximada de 0.1 mm.
Microscopía Óptica
• Con el microscopio óptico se puede magnificar hasta 2000 veces el tamaño de un objeto y resolver detalles de 0.2 micrones . Este límite esta dado por la naturaleza ondulatoria de la luz visible, ya que la física nos dice que en ningún instrumento se pueden resolver detalles más pequeños que la longitud de onda de la radiación con la que se está observando.
• En el caso de la luz visible, la longitud de onda más pequeña que puede detectar el ojo es precisamente, de 0.2 micrones.
Microscopía Electrónica• Para poder sobrepasar este límite, es necesario
diseñar instrumentos que no utilicen luz para formar la imagen: una alternativa es iluminar con electrones.
• Alrededor de 1920 se descubrió que electrones acelerados que viajaban en el vacío se comportaban como la luz. Seguían trayectorias rectas y tenían una longitud de onda 100.000 veces mas pequeña que la luz.
• Mas aún, se encontró que el comportamiento de los electrones frente a campos eléctricos y magnéticos era similar al comportamiento de la luz visible en espejos y lentes.
100 kV λ = 0.037 nm
• Un haz de electrones acelerados por un alto potencial eléctrico constituyen la fuente de radiación de los microscopios electrónicos
MICROSCOPIOS ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (TEM)MICROSCOPIOS ELECTRÓNICOS DE BARRIDO (SEM)
FIBFuentes: W, Lab6 y FEG
MICROSCOPIOS ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (TEM) DE ÚLTIMA
GENERACIÓN
MICROSCOPIOS ELECTRÓNICO DE BARRIDO (SEM) DE ÚLTIMA
GENERACIÓN
filamento
condensador 1
condensador 2
muestra
objetivo
imagen 1
imagen 2
imagen final
intermedia
proyectora
Esquema de formación de la imagen en un microscopio electrónico. Las trayectorias de los electrones son las mismas hasta la lente intermedia.
f ilamento
condensador 1
condensador 2
muestra
objetivo
imagen 1
intermedia
proyectora
diagramade difracción
Esquema de formación del diagrama de difracción en un microscopio electrónico. Las trayectorias de los electrones son las mismas hasta la lente intermedia. La variación de la potencia de esta última hace aparecer en la pantalla final la imagen electrónica de la muestra o su diagrama de difracción.
Esquema de un microscopio electrónico de transmisión
Ejemplos de patrones de difracciónA B
Una sola faseMonocristal de Mo
Una sola fase Policristal de Au
Más de una fase
Microanalsis Dispersivo en Energías de Rayos X (EDS)
Algunas Interacciones de la radiación con la materia
Diferencias en las zonas de interacción de acuerdo al equipo y a la fuente
Imagen: contraste de fase (alta resolución)
• Haz de electrones paralelo a un eje de zona• Apertura de objetivo selecciona el haz transmitido y un conjunto de haces difractados
Al matrixSc-Zr
region
Sc rich
region
2 nm
200
020
F. C. Lovey, A. Condó, A. Tolley, - CAB
Philips CM 200 UT: martensita hexagonal maclada
Plano de macla: {121}F. C. Lovey, A. Condó, 2003,CAB
Caracterización de interfase en aleación con memoria de forma Cu-Zn-Al
fuente deelectrones
lentecondensadora
sistema dedeflexión
lenteobjetivo
muestradetector delas señales
sistemade vacío
amplificador
generadorde barrido
pantalla devisualización
Esquema de un microscopio electrónico de barrido
Microscopia de Barrido - Interacciones• Electrones Secundarios
Producidos por la interacción con los electrones orbitales débilmente ligados. Se escapan de zonas cercanas a la sup: “topología”
Se obtienen imágenes en foco de toda la superficie de la muestra. La imagen no necesita interpretación.
• Electrones Retrodifundidos
Producidos por la interacción culombiana con el núcleo
Eficiente para detectar variaciones en la composición química de la muestra.
Rayos X Característicos Producidos por la interacción de electrones ligados en la desexcitación del ion: libera una cantidad de energía igual a la diferencia entre la energía del nivel donde se encuentra la vacancia y la energía de la capa del que proviene el electrón. Permiten la identificación de los elementos químicos presentes
en la muestra.
Imagen de electrones secundarios Imagen de electrones retrodifundidos Mapeos de RX
Espectros EDS de las diferentes zonas ( diferentes contrastes)