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Julián Martínez Ortiz Sergio Melchor Rodríguez. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO. Información morfológica y estructural . Imágenes tridimensionales y en escala de grises. INTRODUCCIÓN. CARACTERÍSTICAS Alta resolución: electrones Gran profundidad de campo:
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Julián Martínez Ortiz Sergio Melchor Rodríguez MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO
Información morfológica y estructural Imágenes tridimensionales y en escala de grises INTRODUCCIÓN
CARACTERÍSTICAS • Alta resolución: electrones • Gran profundidad de campo: rango de nitidez de la imagen • Sencilla preparación de muestras: conductoras y secas
MARCO HISTÓRICO • 1608:Jansen construye un microscopio con dos lentes convergentes. • 1611: Kepler sugiere la manera de fabricar un microscopio compuesto. • 1665: Hook desarrolla el primer microscopio compuesto con el cual descubrió la célula. • 1660-1690:Van Leeuwenhoeck observo glóbulos rojos, protozoos, bacterias y otros microorganismos.
1876: Ersnt Abbe analiza los efectos de la difracción en la formación de la imagen y muestra cómo perfeccionar el diseño. • 1924: De Bröglie extendió la idea de una naturaleza ondulatoria-corpuscular (cuantica). • 1926: Bus demuestra que las leyes geométricas de la óptica son obedecidas también por los sistemas electrónicos. • 1932: Knoll y Ruska publican una descripción del primer microscopio electrónico de transmisión (MET). • 1942: Max Knoll desarrolla el microscopio electrónico de barrido (SEM).
FUNDAMENTOS TEÓRICOS El haz de electrones bombardea la muestra y emite distintos tipos de señal: Electronessecundarios: Electrones de la muestra que saltan de ella por interacción con el haz de electrones. Electronesretrodispersados:Electrones que chocan frontalmente con los núcleos de los átomos de la muestra y retroceden. RayosX:Energía liberada de la excitación de los átomos provocada por el haz.
Dispersos Nanotubos de carbono Alineados
RAYOS X Microanálisis puntual
Unidad óptica-electrónica Visualización de imágenes Detector Portamuestras Partes del Microscopio SEM Haz de electrones Lente condensador Generador de barrido Ameba a traves del MEB Deflector del haz Lente objetivo Brazo soporte de la muestra Pantalla
Preparación de las muestras • Ausencia de líquidos • Muestra conductora • Recubrimiento de la muestra • ORO • CARBONO
Argón Cátodo Oro Átomos de Oro Muestra Vacío Técnica de recubrimiento con Oro • Sputtering
Fuente de corriente alterna Barra de Carbono Muestra Técnica de recubrimiento con Carbono • Transparente a los Rayos X
Principales Aplicaciones • Geología
Estudio dureza Defecto Cu-Al Aplicaciones • Estudio de materiales
Varilla de acero Aplicaciones • Metalurgia
Varillas de esmalte Aplicaciones • Odontología
Muestra pictórica Aplicaciones • Restauración y autentificación obras de arte
Otras aplicaciones • Medicina forense • Botánica, Biomedicina • Control de calidad • Peritaciones caligráficas • Electrónica
Conclusiones • Sirve para visualizar imágenes de superficies de materiales con hasta 200.000 aumentos. • Distintos tipos de señales proporcionan distinto tipo de información. • En función del tipo de muestra utilizaremos un tipo de vacío concreto, el cual determinará el tratamiento previo realizado a la muestra.
Desventajas • Elevados costes de los equipos • Instalaciones especiales para un buen funcionamiento • Costes de reactivos elevados y elevada toxicidad. • Equipos complejos y fácilmente descalibrables. • Imágenes monocromáticas y planas siendo necesario manipulación informática.
Bibliografía • Introducción a la ciencia de los materiales”, J. M. Albella, A. M. Cintas, T. Miranda, J. M. Serratosa. • “Principios de análisis instrumental” 5ª Ed., Skoog, Holler, Nieman • www.itma.es, (Instituto Tecnológico de Materiales) • www.wikipedia.org , (Enciclopedia libre online)