Ver en el nivel nano con microscopía electrónica
En el pequeño mundo de la nanotecnología, la primera necesidad de los investigadores es ver lo que están trabajando. Microscopios que se utilizan en los laboratorios de nanotecnología hoy hacen precisamente eso. Vienen con acrónimos útiles como TEM y SEM y un costo de entre cien mil a varios millones de dólares.
Para mirar objetos de tamaño nanométrico, los microscopios son a menudo más grande que tú. En lugar de que se eleva sobre el equipo mientras está de pie en un banco de laboratorio, usted se sienta delante de estos microscopios de escritorio de tamaño y que se elevan sobre usted.
Un microscopio electrónico utiliza electrones para visualizar objetos nano. El cañón de electrones en un microscopio electrónico, es grande porque hay que acelerar los electrones antes de iluminar la muestra con un haz de electrones, y todo lo que correr alrededor requiere un poco de espacio.
Video: Microscopía Electrónica de Transmisión en la Caracterización de Materiales
Un microscopio electrónico también utiliza un campo eléctrico de varios miles de voltios para disparar electrones en una muestra. El voltaje más alto acelera los electrones, la resolución de las características más pequeñas en la muestra.
Los microscopios electrónicos vienen en unas pocas variedades. El más común es una microscópio electrónico escaneando (SEM). En un SEM, los electrones son acelerados en el cañón de electrones y se ejecutan a través de una bobina de exploración que se aplica un campo eléctrico para explorar el haz de electrones sobre la muestra. (Todo esto ocurre en un vacío debido a que los electrones no reciben ahora se mueve a través del aire.)
Estos electrones excitan otros electrones en la muestra, que son recogidos por el detector. Un ordenador convierte la señal desde el detector en una imagen en la pantalla del monitor.
SEM se encuentran en los laboratorios que investigan los nanomateriales. Lo bueno de SEM es que es fácil de preparar una muestra.
Algunos SEM son capaces de resolver detalles tan pequeños como unos pocos nanómetros. SEM tienen muy buena profundidad de campo, es decir que pueden producir imágenes nítidas de muestras en bruto.
Si usted está tratando en un ámbito muy pequeño y necesita obtener detalles de una muestra a unas pocas décimas de nanómetro (el tamaño de un átomo) para ver la estructura interna de la muestra, se puede utilizar un microscopio electrónico de transmisión ( TEM). El termino transmisión en su nombre significa que los electrones pasan a través de la muestra.
Video: Microscopio electrónico
Debido a que la imagen se forma por los electrones que pasan a través de la muestra, la muestra tiene que ser muy delgada. Para hacer una muestra de este tipo, debe crear divisiones y pulir IT, por lo tanto, la preparación de la muestra es típicamente mucho más complicado para una TEM de un SEM.
Para producir imágenes con una resolución de unas pocas décimas de un nanómetro, un TEM utiliza un voltaje mucho mayor para acelerar los electrones que un SEM, que hace que el precio de la etiqueta y el costo de instalación de un TEM mucho mayor.
Dado el alto costo del equipo, preparación de muestras más difícil, y más amplia formación necesaria para utilizar los TEM, SEM muchos más están en uso que los TEM. Piense en SEM como los caballos de batalla de nanolabs y TEM como los pura sangre. Sólo aquellos que realmente necesitan la capacidad de ver las cosas en una escala extremadamente pequeña tienen un TEM en su laboratorio.