Microscopio electrónico de barrido: Qué es y cómo funciona
El Microscopio electrónico de barrido, mejor conocido por sus siglas en inglés como SEM (scanning electron microscope), es un tipo de microscopio electrónico, diseñado para estudiar directamente las superficies de objetos sólidos, que utiliza un haz de electrones enfocados con energía relativamente baja como una sonda de electrones que se escanea de manera regular sobre la muestra. La acción del haz de electrones estimula la emisión de electrones dispersados de alta energía y electrones secundarios de baja energía de la superficie de la muestra.
Tiene capacidades únicas para analizar superficies y produce imágenes de alta resolución de las mismas.
¿Por qué se creó un microscopio electrónico de barrido?
Los microscopios ópticos presentaban una ineficiencia de la longitud de onda, lo cual no les permitía lograr una mejor potencia en resolución; debido a este limitado poder de resolución, se probaron varias fuentes de iluminación como: rayos X de muy pequeña longitud de onda, sin embargo no tuvo el éxito esperado. No obstante, las investigaciones que iniciaron en el año 1923 acerca de difracción electrónica, sentaron las bases para la fabricación del primer microscopio electrónico.
Los microscopios electrónicos tienen longitudes de onda muy cortas en comparación con el microscopio óptico, lo que permite una mejor potencia de resolución; por lo tanto, aumentar la resolución de los microscopios electrónicos fue una de las principales fuerzas impulsoras durante el desarrollo del instrumento.
Somos el ÚNICO Laboratorio de pruebas privado en realizar este servicio. Contáctanos.
Principio del microscopio electrónico de barrido (SEM)
El microscopio electrónico de barrido utiliza electrones emitidos y funciona según el principio de la aplicación de energía cinética para producir señales sobre la interacción delos electrones. Estos electrones son electrones secundarios, retrodispersados y retrodispersados difractados que se emplean para ver elementos cristalizados y fotones.
Para entender mejor la aportación de cada uno de los electrones emitidos al momento del estudio de una muestra, determinemos que los electrones secundarios y retrodispersados se utilizan para producir una imagen y a su vez desempeñan el papel principal de detectar la morfología y la topografía de la muestra, mientras que los electrones retrodispersados muestran contraste en la composición de los elementos de la muestra.
Gracias a lo estrecho del haz de electrones, las micrografías conSEM cuentan con una gran profundidad de campo que brinda una apariencia 3D, la cual permite comprender perfectamente la estructura de la superficie de la muestra.
En resumen, las señales utilizadas por un Microscopio electrónico de barrido para producir una imagen son el resultado de interacciones del haz de electrones con átomos a distintas profundidades dentro de la muestra.
Preparación de muestras: La preparación de las muestras es relativamente fácil ya que la mayoría de los equipos SEM sólo requieren que estas sean conductoras. Es decir la muestra generalmente debe estar recubierta con una capa de carbón o una capa delgada de un metal como el oro para brindarle las propiedades conductoras que necesita la muestra; para después realizar el barrido correspondiente con los electrones acelerados.
Cómo funciona el microscopio electrónico de barrido (SEM)
Un haz de electrones se mueve en un patrón x-y a través de una muestra conductora, que libera varias señales de datos que contienen información estructural y de composición. Debido a que se utilizan electrones como fuente de radiación en lugar de fotones de luz, se mejora la resolución. Simultáneamente, debido a que la muestra se irradia en un modo de secuencia temporal, se logra una gran profundidad de campo y las imágenes aparecen en tres dimensiones. Además, una amplia gama de aumentos (10 a 30 000×) facilita la correlación de imágenes macro y microscópicas.
El microscopio electrónico de barrido también tiene capacidades analíticas. Entre las señales de datos liberadas durante el examen se encuentran los rayos X que caracterizan la composición elemental de la muestra. Cuando se combinan la información estructural y de rayos X, surge una descripción única del espécimen. Los desarrollos más recientes en microscopía electrónica de barrido (SEM) incluyen imágenes de ondas térmicas, que se utilizan para detectar defectos del subsuelo. Los dispositivos también están disponibles para estudios de fractura in situ y tienen aplicación en el estudio cinemático de la deformación.
Estas características hacen de SEM una herramienta ideal para el estudio de superficies de fractura. Los diferentes modos de fractura exhiben características únicas que son fácilmente documentadas por SEM.
En conclusión el microscopio electrónico de barrido, es utilizado en la actualidad en una amplia gama de aplicaciones industriales, que van desde la industria Metalúrgica hasta la Médica, esto debido a que sus estudio proporcionan datos como textura, tamaño, forma, entre otros; logrando por medio de ellos mejoras en procesos, control de calidad y estudio de falla.
