Microscopia electronica de barrido

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Microscopia electronica de barrido

  1. 1. MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO
  2. 2. INTRODUCCION El funcionamiento de este equipo se basa en barrer un haz de electrones sobre un área del tamaño que deseemos, mientras en un monitor se visualiza la información seleccionada.
  3. 3. FUNDAMENTO TEÓRICO • Un microscopio electrónico de barrido crea una imagen ampliada de la superficie de un objeto. • Su funcionamiento se basa en recorrer la muestra con un haz muy concentrado de electrones, de forma parecida al barrido de un haz de electrones por la pantalla de una televisión. • A medida que el haz de electrones barre la muestra, se presenta toda la imagen de la misma en el monitor. Los microscopios electrónicos de barrido pueden ampliar los objetos 200.000 veces o más. Este tipo de microscopio es muy útil porque, al contrario que los TEM o los microscopios ópticos, produce imágenes tridimensionales realistas de la superficie del objeto.
  4. 4. FUNDAMENTO TEÓRICO • Un microscopio electrónico de barrido crea una imagen ampliada de la superficie de un objeto. • Su funcionamiento se basa en recorrer la muestra con un haz muy concentrado de electrones, de forma parecida al barrido de un haz de electrones por la pantalla de una televisión. • A medida que el haz de electrones barre la muestra, se presenta toda la imagen de la misma en el monitor. Los microscopios electrónicos de barrido pueden ampliar los objetos 200.000 veces o más. Este tipo de microscopio es muy útil porque, al contrario que los TEM o los microscopios ópticos, produce imágenes tridimensionales realistas de la superficie del objeto.
  5. 5. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO
  6. 6. En el MEB, un campo magnético permite enfocar los rayos catódicos (electrones) y obtener una imagen tridimensional, permitiendo la observación y la caracterización de materiales orgánicos e inorgánicos, proporciona aumentos de 200.000 diámetros.
  7. 7. El MEB tiene una resolución de 10 nm y una profundidad de foco de 10 mm, mucho menor que el microscopio electrónico de transmisión. La ventaja del MEB es que proporciona imágenes tridimensionales, ya que éste específicamente examina la superficie de las estructuras.
  8. 8. Utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz para formar una imagen.  Tiene gran profundidad de campo.  Produce imágenes de alta resolución.  La preparación de las muestras es relativamente fácil.
  9. 9. 1. En el MEB la muestra generalmente es recubierta con una capa de carbono o capa delgada de un metal para darle propiedades conductoras a la muestra. 2. Posteriormente, se barre la muestra con electrones acelerados que a través del cañón. 3. Un detector mide la cantidad de electrones enviados que arroja la intensidad de la zona de muestra. 4. Obtenemos imágenes de gran resolución en materiales pétreos, metálicos y orgánicos. La luz es sustituida por un haz de electrones,
  10. 10. Se lleva a cabo en la columna del microscopio, donde se aceleran los electrones en un campo eléctrico, mediante una diferencia de potencial de 1000 a 30000 voltios. Por un voltaje pequeño para muestras muy sensibles. Los voltajes elevados para muestras metálicas. Los electrones acelerados salen del cañón, y se enfocan mediante las lentes condensadora y objetiva. Con las bobinas deflectoras se barre este fino haz de electrones sobre la muestra, punto por punto y línea por línea.
  11. 11. Las aplicaciones del microscopio electrónico de barrido son muy variadas, y van desde la industria petroquímica o la metalurgia hasta la medicina forense. Sus análisis proporcionan datos como textura, tamaño y forma de la muestra.
  12. 12. Entre las áreas de aplicación de esta técnica, se pueden mencionar:  Geología: Estudio morfológico y estructural de las muestras mineralógicas Estudio de materiales: Caracterización microestructural de materiales. Identificación, análisis de fases cristalinas y transiciones en diversos materiales tales como metales, cerámicos, materiales compuestos, semiconductores, polímeros y minerales. Composición de superficies y tamaño de grano.
  13. 13.  Metalurgia: Control de calidad y estudio de fatiga de materiales, características texturales.  Plástica: medición de espesores y conteo de capas.  Forense: análisis de restos de fulminantes de armas de fuego.  Química: tamaño de partículas en polvos farmacéuticos.  Caucho: análisis de cenizas contaminantes y de residuos.  Importaciones: análisis de joyas y elementos con sospecha de presencia de metales preciosos.
  14. 14. Biología: -Observación de los distintos organelos intracelulares -Estructura y ultra estructura de tejidos y órganos animales y vegetales -Patologías animales y vegetales -Estudios forenses (búsqueda de partículas, tejidos, hilos, semen. ETC)
  15. 15. Espermatozoides bovinos
  16. 16. Comparación entre una fibra de lana y una fibra especial
  17. 17. Ofrece la típica imagen en blanco y negro de la topografía de la superficie examinada. Es la señal que nos proporciona una imagen más real de la superficie que estemos estudiando. Se producen a partir de la emisión de los electrones de valencia de los átomos de la muestra. Proporcionan información acerca de la topografía de la superficie.
  18. 18. Como son de muy baja energía (< 50 eV) solo logran salir de la muestra los más superficiales.
  19. 19. IMAGEN DE ELECTRONES SECUNDARIOS
  20. 20. Ofrece una imagen de superficie aunque de menor resolución. Su ventaja consiste en que es sensible a las variaciones en el número atómico de los elementos presentes en la superficie. Está compuesta por aquellos electrones que emergen de la muestra con una energía superior a 50 eV (electronvoltios). Depende del número atómico del material (a mayor numero atómico mayor intensidad) .
  21. 21. Las micrografías anteriores corresponden a la misma zona de una soldadura de un objeto de cubertería compuesta de una aleación Plata Cobre Níquel. En la imagen de secundarios no se aprecian con claridad las fases de la aleación, mientras que en la imagen de retro dispersados vemos con claridad estas fases. Un análisis de rayos X puntual de cada fase mostraría que las zonas claras están compuestas por Plata y las oscuras por una aleación Cobre-Níquel.
  22. 22. Recibe los rayos X procedentes de cada uno de los puntos de la superficie sobre los que pasa el haz de electrones. Podemos obtener información analítica cualitativa y cuantitativa de áreas del tamaño que deseemos de la superficie. Recogen durante un determinado tiempo, normalmente del orden de minutos, los fotones de RX que proceden de la muestra, clasificándolos según su energía. .
  23. 23. La señal digitalizada se almacena en un canal asignado a esa energía en el analizador multicanal. 1- El detector genera un pulso de carga proporcional a la energía del rayo X. 2- Este pulso se convierte en voltaje. 3- La señal se amplifica a través de un transistor (FET), se aísla de otros pulsos, se vuelve a amplificar y se identifica electrónicamente como proveniente de un rayo X con una energía específica. El espectrómetro realiza dos funciones: - Detecta los rayos X - Los separa (dispersa) en un espectro según su energía.
  24. 24. Como puede verse en la figura, un espectro de dispersión de energías se presenta usualmente como un histograma en donde el eje horizontal son unidades de energía, en Kiloelectronvoltios (KeV), en este caso de 0.00 a 10.240, y el eje vertical número de cuentas o intensidad, en este caso 65536 cuentas la altura total de la escala, que se va autoajustando a medida que crece el número de cuentas de la energía del pico más alto.
  25. 25. Dispersa por longitud de onda utiliza los rayos x que se generan cuando un rayo de electrones con suficiente energía interacciona con un material. Únicamente se mide la señal que genera un solo elemento. Utiliza las características particulares de los rayos x generados para realizar análisis cuantitativos. También permite generar mapas de rayos-x por rastreo.
  26. 26. Utiliza varios cristales de difracción de espaciado interplanar conocido. Se coloca un cristal de un determinado d en un círculo que tenga a la muestra y al detector de rayos X en la circunferencia. El cristal y el detector están acoplados de modo que siempre formen un ángulo θ. El espectrómetro se va moviendo y solo los rayos X cuya l cumpla la ley de Bragg entrarán en el detecto
  27. 27. La siguiente figura es una comparación de EDS contra WDS, obsérvese que en EDS se superponen las líneas de Mo y S, mientras que con WDS no se tiene este problema.
  28. 28. *
  29. 29. *La principal ventaja de este tipo de microscopía es alcanzar una extraordinaria amplificación de la imagen de la muestra manteniendo un poder de resolución casi mil veces mayor que el óptico. *Estas magníficas propiedades se deben a que la fuente de iluminación usada es un haz de electrones
  30. 30. *Imagen: En el caso del microscopio electrónico la formación de la imagen se produce por la dispersión de los electrones, mientras que en el óptico la imagen se produce por absorción de los fotones. *Está capacidad de dispersión va a depender de las distintas estructuras atómicas de la muestra.
  31. 31. *Aumentos: Las lentes del microscopio electrónico son electromagnéticas y actúan como las de un óptico (lamina 1A), es decir, desviando la trayectorias seguidas por los electrones en el vacío. *Poder de resolución: En la microscopía óptica el poder de resolución está limitado por la longitud de onda de los fotones, pero en el microscopio electrónico se juega con la ventaja de una pequeñísima longitud de onda en la propagación de los electrones, por lo que el poder de resolución es muy elevado.
  32. 32. *Preparación de la muestra:
  33. 33. *Limpieza: *Solución salina. *Remoción de contaminantes de la muestra.
  34. 34. *Relajación: * Reactivo: Cloruro de magnesio, cloretano. *Se aplica gradualmente hasta que cese el movimiento del organismo.
  35. 35. *Fijación: *Permitir que cese la actividad biológica de la célula y preservar la estructura celular. Mantener la integridad de la superficie. Evitar cambios autolíticos, debido a que al haber remoción del organismo se presenten cambios en temperatura, pH y concentración de oxigeno.
  36. 36. *Deshidratación: *Secado a punto crítico: *Reactivo: CO2 líquido y gaseoso. *Objetivo: Remoción total del agua de la muestra
  37. 37. *Montaje de la muestra:
  38. 38. *Recubrimiento con oro (sputter): *Elemento: Oro, paladio o carbono. *Objetivo: Permitir que haz de electrones primarios choquen contra la muestra recubierta con un material conductor para que estas sean eléctricamente conductivas.
  39. 39. *un detector de electrones secundarios, para obtener imágenes de alta resolución (SEI). *un detector de electrones retrodispersado que permite la obtención de imágenes de composición y topografía de la superficie (BEI). *un detector de energía dispersiva (EDS) que permite detectar los rayos X generados por la muestra y realizar análisis de distribución de elementos en superficie. *La resolución nominal del equipo es de 3 nm lo cual permite estudiar características de los materiales a una escala muy pequeña. *cuenta con la técnica de espectroscopía de Dispersión de Energía (EDS) que sirve para hacer análisis elemental. *Una de las grandes ventajas respecto a otro tipo de microscopía es la facilidad de preparación de muestras ya que sólo en casos especiales se puede tornar laboriosa.
  40. 40. *
  41. 41. *
  42. 42. DESVENTAJAS *Que es menor su capacidad de aumento, con relación al Microscopio Electrónico. *Sus desventajas serían que solamente pueden ser observados organismos muertos y no se puede ir más allá de la textura externa.

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