MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA

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Introducción

Generalidades

Tipos de microscopios

Microscopio electrónico de transmisión

Microscopio electrónico de barrido

Microsonda electrónica

        vin_bol.gif (169 bytes)    Introducción

Los microscopios electrónicos llevan casi 50 años disponibles comercialmente y existen en la actualidad en todo el mundo varias decenas de miles, siendo utilizados en muy diferentes campos. El primer microscopio electrónico fue un microscopio de transmisión, sin embargo fue el microscopio de barrido el que realmente revolucionó la microscopía electrónica. Actualmente existe toda una familia de microscopios electrónicos surgidos tras las numerosas investigaciones llevadas a cabo en los últimos veinte años. Estos aparatos combinan la posibilidad de obtener imágenes de gran resolución con el análisis químico de pequeñas áreas del material, por ello se ha incrementado notablemente el campo de aplicación de esta técnica. Dado el gran abanico de posibilidades es necesario conocer las ventajas e inconvenientes de cada uno de los microscopios para así decidir cuál es el más apropiado para nuestros objetivos (geología, biología, medicina, tecnología, etc.).

        vin_bol.gif (169 bytes)    Generalidades

    El límite de resolución de un microscopio óptico viene determinado por la longitud de onda de la luz con la que se ilumina el obtejo. El límite de resolución puede disminuirse si emplea una radiación con una menor longitud de onda (l). La longitud de onda efectiva de un haz de electrones fuertemente acelerados es muchos órdenes de magnitud menor que la de la luz visible e incluso que la de la luz ultravioleta (0.004 nm a 100 kV frente a los 800-200nm de la luz). La ventaja que tienen los electrones sobre otras partículas de pequeña l es que los electrones son fácilmente acelerados mediante una diferencia de potencial y además es posible, al estar cargados,  modificar su trayectoria en presencia de campos eléctricos o magnéticos.

    En microscopía electrónica se trabaja siempre en el vacío. Esto se debe a que como se opera con electrones que viajan con una trayectoria prefijada desde la fuente hasta su destino es imprescindible que esta trayectoria no sea desviada por la presencia de átomos o moléculas que no sean las de la muestra a analizar. Por ello la columna debe estar lo más libre posible de moléculas de gas, esto se consigue con potentes bombas de vacío. Las presiones a las que se trabaja oscilan entre los 10-7 y los 10-10 bares, es decir, se reduce la presión  por debajo de una millonésima parte de la presión atmosférica.

    La interacción de los electrones incidentes con la muestra produce una serie de radiaciones secundarias: electrones secundarios, electrones retrodispersados, electrones transmitidos, radiación X, electrones Auger, catodoluminiscencia y energía absorbida (por la muestra). La utilización de una u otra nos permite obtener distintas informaciones sobre la muestra.

        vin_bol.gif (169 bytes)    Tipos de microscopios

La base de la microscopía electrónica es la utilización como fuente de luz de un haz de electrones acelerados y su focalización sobre la superficie de la muestra mediante unas lentes condensadoras. Exiten diferentes tipos de microscopios electrónicos, pero dos son los más conocidos y empleados: el "Transmission electron microscope (TEM)" o microscopio electrónico de transmisión y el "Scanning electron microscope (SEM)" o microscopio electrónico de barrido. Ambos difieren mucho en los principios de funcionamiento así como en los resultados que se obtienen con su uso. Existe además una combinación de los dos anteriores, el STEM con el que se analiza una muestra delgada barriendo su superficie.

    Otros microscopios electrónicos menos conocidos son:

el microscopio de emisión de iones (FIM) que permite observar la estructura atómica de la superficie de algunas muestras (energías de enlace de átomos absorbidos, corrosión de superficies metálicas, imperfecciones cristalinas de algunos metales). 

el microscopio efecto túnel (STM) con el que se obtiene una imagen topográfica a escala atómica (reconstrucción de numerosas superficies de materiales de gran interés tecnológico).