UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN (TEM)

PRESENTADO A:

ING. MS.c OSCAR REY CASTELLANOS

PRESENTADO POR:

OMAR ANDRÉS LOPEZ HERNANDEZ

JAVIER FERNANDO MENDOZA MOLINA

Bucaramanga - 02/08/2012

INTRODUCCIÓN

La Microscopía Electrónica es una herramienta fundamental en la evaluación  de diferentes materiales, obteniéndose una información única en cuanto a microestructura, composición y análisis cristalográfico, con muy alta resolución espacial. Un haz de electrones acelerados puede tener una alta potencia de resolución, cuando los electrones inciden como paquetes de ondas sobre los átomos de una muestra, las colisiones pueden representarse, y a veces con gran precisión  como colisiones del tipo bola de billar. Sin embargo, Si la muestra contiene un cristal en una cierta orientación, los electrones deberán representarse por ondas para dar cuenta de las reflexiones.

OBJETIVOS

Conocer los fundamentos que conforman la microscopia electrónica y su evolución.

Establecer los conceptos de microscopia electrónica de transmisión, y una completa caracterización del equipo empleado.

Identificar aplicaciones de la MET en diferentes campos.

MICROSCOPIA ELECTRONICA - RESEÑA HISTÓRICA

Las ideas  que se llevaron a cabo para el desarrollo del microscopio electrónico de alta resolución tuvieron su origen en muy diversos estudios, el descubrimiento del electrón como partícula cargada con masa en reposo; los haces de estas partículas se pueden desviar y concentrar mediante campos  eléctricos y magnéticos  con este principio  se construyo el primer oscilógrafo y dio pie para que  Luis de Broglie  en 1924 lanzara su extraordinaria hipótesis según la cual había de asociar una naturaleza ondulatoria a cada partícula material, Y en particular a los electrones, dedujo la fórmula  para la longitud de onda de dichas ondas materiales. Si se sustituyen valores de esta ecuación para un electrón acelerado por un potencial de 60.000 voltios, resulta una longitud de onda de solo 0,05 Å, lo que representa 1/100.000 de la luz visible. Poco después, en 1926, E. Schrôdinger comenzó el desarrollo de la mecánica ondulatoria haciendo uso de las analogías   mecánico-ópticas demostradas por W.R. Hamilton en 1830, y combinándolas con las ideas de De Broglie.  En 1927 La hipótesis de De Broglie fue confirmada experimentalmente con haces electrónicos por Davisson  y y Germer en los Estados Unidos y por Thomson y Reid en Inglaterra. 

Los primeros en desarrollar el microscopio electrónico fueron Ersr Ruska y Max Knoll, hacia la década de 1930 (Bozzula y Bartlerr, 1997). Con el desarrollo del microscopio electrónico se llegó al territorio celular desconocido hasta el nivel del nanómetro, pero el escaso poder de penetración del haz de electrones hizo necesario el desarrollo de técnicas que dejaran las muestras a examinar de extraordinaria finura (una millonésima de centímetro) y su examen debe realizarse bajo intenso vacío. Además de la construcción de instrumentos necesarios para reducir las muestras a cortes ultra finos (Duve, 1988).  En 1926 después de 15 años de estudio sobre la trayectoria de los electrones en campos magnéticos, H. Busch publico un artículo en el que mostraba que un campo eléctrico o magnético con simetría axial era capaz de actuar como una lente para los electrones u otras partículas cargadas. El trabajo de Busch atrajo la atención de los físicos del momento hacia una consecuencia práctica importante de las teorías de De Broglie y Schrôdinger, y dio origen  a una nueva ciencia de instrumentación que se conoce desde entonces como óptica electrónica, ciencia que busco el desarrollo de la microscopia electrónica ( Electron Microscopy, EM).

MICROSCOPIA ELECTRONICA

El objeto del conjunto de técnicas que conforman la microscopia electrónica (TEM, SEM) es la interacción de los electrones con la materia y la forma de obtener información tanto estructural como de caracterización de defectos. En muchos sentidos, el microscopio electrónico ME ofrece una solución ideal a los problemas que presentan los microscopios ópticos (λ ~ 0.5 μm) que no pueden obtener resolución atómica ya que la longitud de onda de la radiación incidente es demasiado grande. Con el ME se pueden obtener electrones acelerados con λ asociada bastante menor de 1 Å, y por tanto se puede obtener, al menos teóricamente, resolución atómica. Con las lentes adecuadas se puede transformar los electrones difractados en la imagen real. Además de usarse para difracción e imagen, el ME tiene otros usos. Los electrones en el ME se generan por efecto termo-iónico en un filamento (cátodo) que es generalmente wolframio, y se monocromatizan acelerándolos a través de un potencial (E) en un sistema sometido a vacío. Para un voltaje de 100 kV, la longitud de onda asociada a los electrones es 0.037 Å (0.01 Å para 1 MV). Los electrones interaccionan mucho con la materia y por lo que es posible la difracción de electrones de muestras gaseosas. De hecho, muchas estructuras moleculares (distancias y ángulos de moléculas inorgánicas y orgánicas simples) fueron determinadas en la década de los años 1930 a partir de datos de difracción de electrones en muestras gaseosas.

Sin embargo, la interacción entre los electrones y la materia es tan fuerte que no se cumple le teoría cinemática (fenómenos de difracción múltiples) y por tanto interpretar las intensidades de la difracción de electrones es muy complicado. En casos especiales y con mucho tiempo de estudio ya se están resolviendo estructuras desconocidas a partir de difracción de electrones.

La caracterización estructural y química de la muestra es dada al interpretar las interacciones del haz de electrones con la muestra. Estas interacciones producen varios tipos de señal que se identifican como electrones: retrodispersados, secundarios, absorbidos, Auger, transmitidos y rayos X. Los electrones retrodispersados y secundarios nos dan información sobre la superficie de la muestra, permitiéndonos obtener una imagen topográfica de la misma. Los electrones absorbidos nos informan sobre la resistividad de la muestra. Los electrones Auger y los rayos X característicos dependen de la composición química de la muestra.

Los electrones que atraviesan la muestra se pueden clasificar como: transmitidos (aquellos que pasan la muestra sin sufrir desviación alguna) y difractados (aquellos que son desviados de su dirección de incidencia). Los haces transmitidos y difractados son los que usa la lente objetiva para formar la imagen de la muestra en un microscopio electrónico de transmisión por ello se requiere que las muestras sean muy delgadas. Al atravesar la muestra estos electrones llevan información sobre las características estructurales de la misma. Si en lugar de enfocar el plano-imagen de la muestra se enfoca el plano focal se observara un arreglo de haces difractados y transmitidos (patrón de difracción). El análisis de este patrón permite hacer el estudio de la estructura atómica de la muestra.

MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION

Microscopía electrónica de transmisión. TEM del inglés “Transmission Electron Microscopy”. Los electrones difractados al pasar a través de la muestra generan un difractograma que puede ser transformado directamente en imagen mediante lentes magnéticas que es la proyección de la estructura cristalina a lo largo de la dirección de los electrones. Tanto el difractograma de electrones como la imagen reconstruida se pueden proyectar en una pantalla. El esquema se muestra en la siguiente figura.

Esquema de un TEM.

Difractogramas de monocristal (microcristal) similares en apariencia a los de nivel-cero, fotografías de precesión de R-X, se pueden obtener orientando los microcristales de pequeño espesor (< 1μm). Uno puede seleccionar un microcristal de la muestra y obtener el difractograma de ese microcristal embebido dentro de la muestra lo cual es una ventaja al estudiar muestras polifásicas ya que la difracción de neutrones y de R-X no permiten seleccionar la fase deseada sino que siempre se obtiene la superposición de los

difractogramas de todas las fases presentes en la muestra. Con cuidado y un buen ME, es posible obtener imágenes con resolución atómica permitiendo que el número adecuado de haces difractados contribuyan a la imagen.

El poder de resolución depende de la longitud de onda y de la calidad de las lentes del objetivo (la que producen la primera imagen) siendo dmin∝Cs 1/3λ2/3, donde Cs es el coeficiente de aberración esférico de las lentes del objetivo. En las mejores condiciones con aparatos buenos se puede obtener una resolución de aproximadamente 1.5 Å. Las imágenes se pueden producir a partir de los electrones difractados (imágenes de campo oscuro) o a partir de los electrones directos que han atravesado la muestra sin interacción (imágenes de campo claro/brillante). Hay que tener en cuenta el espesor de la muestra y de las condiciones de focalización. Microcristales muy delgados son los ideales (espesor < 500 Å) y se deben tomar varias fotos con diferentes condiciones de focalización. Las imágenes se pueden comparar con las generadas/calculadas a partir de una estructura modelo y de unas condiciones de focalización determinadas. La imagen viene dominada por la presencia de átomos pesados ya que el factor de dispersión de los electrones varía mucho con el número atómico.

También es importante recordar que la imagen que se graba es la proyección de la estructura a lo largo de la dirección del haz lo que conlleva problemas a la hora de la interpretación de las imágenes. No hay una forma directa de reconstruir la estructura tridimensional de un material a partir de una proyección determinada a lo largo de un eje. Por esto, los métodos para obtener las estructuras de compuestos a partir de imágenes TEM se basan en la comparación entre las imágenes observadas y las calculadas mediante un modelo estructural, para unos tamaños/espesores de cristal y condiciones de focalización dadas. Se debe partir de un modelo estructural bastante aproximado y la optimización de las coordenadas atómicas dan errores mucho mayores que los métodos basados en difracción de R-X y de neutrones. El contraste que se observa en las microfotografías TEM se debe a las diferencias en el potencial electrostático en el cristal. Un ejemplo de microfotografía TEM se da en la figura que se observa más adelante, la cordierita es un silicato, (Fe,Mg)2Si4Al5O18 que tiene canales amplios constituidos por anillos de seis tetraedros. La estructura ha sido determinada con datos de rayos-X de monocristal.

Los agujeros son claramente visibles en la foto que se observa a continuación.

TEM de la cordierita con una proyección de la estructura superpuesta.

Otra limitación de la técnica TEM es que muchos materiales no sobreviven a las condiciones que existen en la cámara del microscópico: a) alto vacío y b) impacto de electrones acelerados. Muchas muestras se transforman ya que pueden perder el agua de hidratación o las moléculas orgánicas se pueden volatilizar o reaccionar. Sin embargo, esta técnica tiene una ventaja fundamental ya que permite mostrar los defectos en los materiales lo que es muy difícil de estudiar con otras técnicas, algunos electrones que atraviesan la muestra son dispersados elásticamente (difractados).

En la siguiente figura se representan los difractogramas de electrones de un cristalito de MgO enfocando el haz de electrones desde tres direcciones diferentes. Esto se consigue experimentalmente, porque la muestra en el microscopio TEM se sitúa en un goniómetro que se puede girar dentro de unos límites. Así se consiguen difractogramas que pueden ser muy útiles para indexar celdas desconocidas ya que se pueden hacer los difractogramas de cristalitos seleccionados dentro de una matriz que puede ser polifásica.

Difracción de electrones de un cristalito de MgO (estructura cúbica centrado en las caras tipo NaCl) desde tres direcciones dif.).

MICROSCOPIO ELECTRONICO DE TRANSMISION

Un Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM), utiliza electrones de alta energía para proporcionar información morfológica, composicional y cristalográfica de las muestras.

En una ampliación máxima de potencial de 1 nanómetro, TEM son los microscopios más potentes. TEM producen imágenes en dos dimensiones en alta resolución, lo que permite una amplia gama de aplicaciones en la educación, la ciencia y la industria.

Información que suministra

-Imágenes directas de la estructura de secciones muy delgadas de material (100 – 200 Å)

-Diagramas de difracción orientados de electrones

Muestras y porta-muestras

-Debe ser transparente a los electrones (espesor entre 10 y 500 nm)

-Muestra sobre rejilla o anillo circular perpendicular al eje óptico del microscopio y cerca del foco de la lente objetivo

-Las partículas pequeñas, microorganismos, virus y macromoléculas necesitan una película que actúe de soporte.

-La muestra puede desplazarse lateralmente ± 1mm

-La muestra se puede girar 360º

-La muestra se puede inclinar ± 60º

-Algunos porta-muestras se pueden calentar

Elementos que conforman un TEM

Fuente de electrones Condensador Sistema óptico Lentes electromagnéticas Platina Pantalla y cámara fotográfica Sistema de vacio

Fuente de electrones

Al igual que en el microscopio fotónico, la fuente de irradiación es pequeña, a partir de la cual se genera un estrecho haz de electrones. El haz de electrones de alta energía puede obtenerse de varias maneras:

- Por emisión termoiónica: Es la forma más común y se realiza a partir de un delgado filamento de tungsteno dispuesto en forma de V. El metal debe calentarse a una muy alta temperatura mediante una corriente eléctrica (muy alto voltaje) para acelerar a un número importante de electrones que se desprenderán de la punta de la V. Los electrones que se liberan tienden a formar una nube próxima a la superficie del metal y con la aplicación de un campo eléctrico entre el filamento (cátodo) y una porción de la columna (ánodo) los electrones son acelerados. Otros materiales pueden ser empleados en la confección del cátodo, tales como oxido de bario, platino, lantano, entre otros (fig. 5-2).

-Por emisión de campo: Se aplica un fuerte campo eléctrico (109 Vm) para extraer los electrones del filamento de metal (tungsteno). La temperatura es mucho menor que en la emisión termoiónica. Se obtiene un haz de electrones de mayor intensidad y se requiere de un vacío absoluto.

Filamento de hexaboride de lantano LaB6. Tomada de The Electron Gun. Electron Microscopy.

 

Condensador

Con la introducción del condensador, conformado por una lente electromagnética, el haz de electrones puede ser enfocado de manera más precisa en el espécimen. La lente está colocada aproximadamente a media distancia entre el cátodo y el plano del objeto (equivalente a la platina en el microscopio fotónico).

En algunos microscopios se coloca un doble condensador con la finalidad de lograr mayor resolución y aumento; de esta manera se reduce el riesgo de daño térmico y contaminación del espécimen. En la búsqueda de un mayor aumento, es necesario emplear un haz de electrones más potente e intenso, lo cual literalmente quema el espécimen, de allí que la observación deba hacerse rápidamente para que el tiempo de exposición a los electrones sea corto.

Sistema óptico

Un microscopio electrónico de transmisión funciona de manera análoga al microscopio de luz. En lugar de un haz de fotones, se emplea un haz de electrones aumentado y enfocado ya sea por lentes eléctricas (electrostáticas) o magnéticas (electromagnéticas). Un electrón al moverse por un campo magnético cambia su dirección y se desplaza en ángulo recto con respecto a la dirección del campo magnético. El grado de desviación es inversamente proporcional a la fuerza del campo y a la carga del electrón. De igual manera, un electrón que se mueve en un campo eléctrico también cambia su dirección. Como resultado de la atracción entre una placa de carga positiva y la carga negativa del electrón, éste último es desviado hacia la placa. En consecuencia,

hay dos vías para desviar los electrones con la finalidad de utilizarlos de manera análoga a un rayo de luz y producir una imagen aumentada de un objeto. Esto se logra mediante un campo eléctrico o mediante un campo electromagnético. Ambos tipos de campos serían empleados como “lentes”.

Los tipos de lentes empleadas en el microscopio electrónico obedecen entonces a dos modelos, las lentes electrostáticas y las lentes electromagnéticas. Durante años los fabricantes se han debatido entre ambos tipos de lentes, con la finalidad de demostrar cual lente era la más eficiente y daba mejores resultados.

Lentes electromagnéticas

De manera simplificada se puede decir que las lentes electromagnéticas son electroimanes que están formados por un solenoide o bobina muy bien comprimida, constituida por un material conductor filamentoso, por el cual pasa una corriente eléctrica constante. El solenoide está alojado dentro de un contenedor de metal en forma de anillo, el cual posee una hendidura o ranura en su cara interna. El flujo magnético y las líneas de fuerza se concentran en la ranura y en el centro del anillo.

Comparación entre una lente electromagnética y una lente de cristal. En la primera (izquierda) en corte longitudinal, una bobina de cobre (material conductor) está aislada en una cubierta de metal que posee una ranura en la cara interna (N-S). En la parte superior, la línea azul representa el objeto y en la parte inferior, la imagen del mismo obtenida por la lente. En amarillo se muestra el trayecto de electrones y fotones, dependiendo del tipo de lente. Modificado de Matter. Electromagnetic Lenses

Las propiedades de las lentes son:

• Cada campo magnético posee una simetría axial y actúa como una lente para los electrones.• Todas las lentes electromagnéticas son positivas.• La velocidad de los electrones no se ve afectada.• La imagen formada está rotada e invertida en relación al objeto.

Platina

Cumple una función similar a la platina en el microscopio fotónico garantizando el intercambio de especímenes y el movimiento preciso del mismo durante la observación. En el microscopio electrónico de transmisión la platina es un dispositivo extraíble en el cual se coloca la rejilla de cobre sobre la cual se ha depositado el corte ultrafino del tejido. La platina debe conservarse muy limpia, de lo contrario se verá afectado el movimiento de la muestra, entorpeciendo la observación.

Platina

Pantalla y cámara fotográfica

La imagen se proyecta en una pantalla fluorescente en la cual la energía cinética de los electrones se transforma en luz gracias a la fluorescencia. La pantalla consiste en una superficie revestida de una capa de cristales de sulfato de zinc. Cada cristal es una unidad que emana luz cuando sobre ella inciden electrones y en consecuencia la resolución de la pantalla dependerá de la talla de los cristales. Las imágenes pueden grabarse en una película fotográfica. Al igual que los fotones, los electrones al incidir sobre la emulsión fotográfica producen cambios en los cristales de bromuro de plata, obteniéndose un negativo en blanco y negro, que una vez revelado por métodos clásicos fotográficos puede ser copiado en papel. De esta manera se obtiene la microfotografía (micrografía) electrónica.

Sistema de imagen

Sistema de vacio

Los electrones al chocar con las moléculas de aire se dispersan y luego de repetidas colisiones son detenidos. El haz de electrones empleado en la microscopia electrónica debe viajar en un espacio al vacío, es decir, bien evacuado y sin moléculas de aire. La diferencia de alto voltaje entre el cátodo y el ánodo podría ocasionar descargas si existiera un número suficiente de moléculas de gas que facilitarían la ionización en este espacio. De allí que es necesario mantener una baja presión de gas en la cámara donde se encuentra el filamento emisor de electrones, lo cual a su vez alarga el tiempo de vida útil del mismo al prevenir la oxidación del filamento de tungsteno. La presión del aire en la columna del microscopio debe estar entre 10-4 a 10-5 mm Hg. Esto es considerado como alto vacío y se produce mediante el uso de bombas mecánicas que extraen el aire del interior de la columna del microscopio. Las bombas pueden ser de difusión en las cuales las moléculas de aire difunden en vapor de aceite y de mercurio

Principio de funcionamiento

TEM funciona como un proyector de diapositivas que proyectando un haz de luz que transmite a través de la diapositiva. Los patrones pintados en la diapositiva sólo permiten ciertas partes del haz de luz pase a través. Así, el haz transmitido replica los patrones de la diapositiva, formando una imagen ampliada de la diapositiva cuando cae sobre la pantalla.

La fuente de electrones está constituida por un hilo  de volframio en forma de horquilla, rodeado por una pantalla cilíndrica polarizada negativamente respecto al filamento. Después de atravesar el ánodo conectado a tierra, la

mayor parte de los electrones del haz  se  pierden  en las paredes y aberturas excepto un estrecho cono que atraviesa  el diafragma del condensador. La lente condensadora se usa tanto para controlar la intensidad luminosa, como para variar la abertura de iluminación relativa en el objeto. Los diámetros de los diafragmas del condensador varían según el tipo de instrumento, pero suelen estar comprendidos entre 0,1 y 0,5 mm. Después de atravesar el objeto, donde muchos electrones se esparcen, el haz penetra en el campo de la lente objetivo que produce una imagen aumentada del objeto. En el objetivo se suele colocar un diafragma de 10 a 100 µ de diámetro para interceptar los electrones esparcidos, pero generalmente esta precaución se omite en el estudio de muestras muy delgadas  en las que el esparcimiento no es excesivo. Puesto que para las distancias usuales entre lente e imagen, el aumento obtenido con la lente objetivo es del orden de X100 a X300, será necesario el uso de una o más lentes  protectoras  que vuelvan a aumentar la imagen primaria. La imagen final se observa en una pantalla fluorescente, y separando esta pantalla del camino del haz, se impresiona una placa fotográfica con dicha imagen. Las dimensiones más usuales para un microscopio de transmisión pueden ser: Del filamento a la lente condensadora 15 cm, y otro tanto de esta  última al objeto, mientras que del objetivo a la pantalla que recoge la imagen final pueden haber unos 100 cm, el sistema completo deberá ser rígido y capaz de alcanzar un vacío de  0.0001 mmHg con ayudas de bombas de difusión rápidas en serie con bombas rotatorias. 

Ventajas

Un Microscopio Electrónico de Transmisión es un instrumento impresionante con una serie de ventajas tales como:

• Los TEM ofrecer el mayor aumento, posiblemente de más de un millón de veces o más

TEM • tienen una amplia gama de aplicaciones-y puede ser utilizado en una variedad de diferentes campos científicos, educativos e industriales

TEM • Proporcionar información sobre los elementos y estructura del compuesto

• Las imágenes son de alta calidad y detalladas

• Los TEM son capaces de proporcionar información de las características de la superficie, forma, tamaño y estructura

• Son fáciles de operar con una formación adecuada

Desventajas

• Los TEM son grandes y muy costosos

• Laboriosa preparación de la muestra

• Los artefactos potenciales de preparación de la muestra

• El funcionamiento y el análisis requiere una formación especial

• Las muestras se limitan a los electrones que son transparentes, capaces de tolerar la cámara de vacío y lo suficientemente pequeño para caber en la cámara

• Los TEM requieren especial de vivienda y mantenimiento

• Las imágenes son en blanco y negro

·Los microscopios electrónicos son sensibles a los campos de vibración y

electromagnética y debe ser ubicado en un área que los aísla de la posible exposición. Un microscopio electrónico de transmisión requiere un mantenimiento constante de tensión, incluyendo el mantenimiento de las corrientes a las bobinas electromagnéticas y de agua de enfriamiento.

Aplicaciones

Un microscopio electrónico de transmisión es ideal para una serie de campos diferentes, tales como ciencias de la vida, la nanotecnología, la investigación médica, biológica y de materiales, análisis forense, gemología y la metalurgia, así como la industria y la educación.

TEM ofrece información topográfica, morfológica, composicional y sobre la cristalinidad.

Las imágenes permiten a los investigadores ver muestras en un nivel molecular, lo que es posible analizar la estructura y la textura.

Esta información es útil en el estudio de los cristales y metales, pero también tiene aplicaciones industriales.

Los TEM se pueden utilizar en el análisis de los semiconductores y la producción y la fabricación de chips de computador y chip de silicio.

Las empresas de tecnología utilizan los TEM para identificar fallas, fracturas y daños a objetos de tamaño micro, estos datos pueden ayudar a resolver problemas y / o ayudar a hacer una más duradera, producto eficiente.

Los colegios y universidades pueden utilizar los TEM para la investigación y los estudios.

A pesar de los microscopios electrónicos requiere una formación especializada, los estudiantes pueden ayudar a los profesores y aprender las técnicas TEM.

Los estudiantes tendrán la oportunidad de observar un mundo de tamaño nanométrico en increíble profundidad y detalle.

INQUIETUDES RESUELTAS

¿Cuál es el costo de un equipo?

TEM son fabricados por compañías tales como Zeiss, Jeol, Philips e Hitachi y son extremadamente caros. Ejemplos de precios de los modelos nuevos incluyen TEM $ 95,000 para una 1200EXII Jeol, $ 95,000 para un equipo Philips EM10 y $ 100.000 para un 7000 de Hitachi.

¿Hay alguna limitación en cuanto al tipo de muestra que puede ser analizada en los microscopios electrónicos?

Las muestras deben ser siempre representativas del material que se quiere estudiar. Debe evitarse cualquier tipo de contaminación previa a la entrega. Es obligado prevenir de cualquier riesgo que pueda derivarse de las muestras (radiactividad, inflamables, riesgo biológico, etc). Las muestras sólidas y secas pueden venir trituradas, en forma de polvo o en disolución volátil. Si no es posible o no desea molturarla, la muestra necesitará un proceso previo de mecanizado mediante corte, pulido y adelgazamiento para poder ser observada en el microscopio. Es un proceso laborioso pero el laboratorio cuenta con el equipamiento adecuado para dicha preparación.

¿Puedo obtener resolución atómica de cualquier material?

Para obtener imágenes con resolución atómica mediante microscopía de transmisión son necesarios dos requisitos en el material observado: que sus átomos (al menos parte de ellos) estén ordenados regularmente en el espacio (materiales cristalinos), y que sea estable bajo el haz de electrones de alta energía. Por lo tanto quedan descartadas muestras de origen biológico y materiales blandos en general.

¿Puedo analizar la composición química de la muestra?

Efectivamente, podemos obtener un espectro característico de la composición de la muestra observada. No obstante, este tipo de análisis tiene algunas limitaciones. El microscopio electrónico está diseñado para obtener imágenes de alta calidad. El analizador EDX acoplado es una herramienta fundamental para descubrir la presencia de determinados elementos químicos en la muestra y su proporción aproximada en zonas micro y submicrométricas, pero no está diseñado para realizar análisis químicos cuantitativos de toda la muestra. Si necesita un análisis químico general de la muestra, existen otros laboratorios en el SCAI más especializados para ese cometido.

CONCLUSIONES

Un Microscopio Electrónico de Transmisión produce imágenes a través de la interacción de electrones con una muestra.

TEM son costosos, instrumentos grandes y pesados que requieren especial alojamiento y mantenimiento.

También son la herramienta más potente disponible microscópica hasta la fecha, capaz de producir de alta resolución, imágenes detalladas de un nanómetro de tamaño.