Tecnologia

Aplicacions en la mesura de la microscòpia electrònica de rastreig

El microscopi electrònic ha avançat molt des de la seva invenció, fa uns seixanta anys, i la seva aplicació en l’àmbit de totes les ciències ha esdevingut molt general. Paral•lelament al desenvolupament de la nova tecnologia en aquest camp, el perfeccionament de l’aparell permet obtenir una resolució a nivell de 1•10-10 m, i s’han adaptat a aquests aparells altres instruments (detectors, anàlisi química, fotografia...) que permeten millorar-ne la funcionalitat.
Un feix d’electrons es pot considerar com format per partícules o ones. En aquest últim cas, la longitud d’ona (λ) associada depèn del voltatge amb què és accelerat aquest feix; així, a 100 kV és aproximadament de 1•10-11 m, és a dir, unes 50000 vegades inferior que la longitud d’ona del visible. Si recordem que la resolució d’un microscopi òptic està limitada per la longitud d’ona del visible i en general per la longitud d’ona emprada, l’expectativa del poder de resolució del microscopi electrònic de rastreig (MER) és important.
La resolució del MER depèn del diàmetre final de la sonda electrònica (feix d’electrons) que escombra la superfície de la mostra, atès que el senyal generat té aquest diàmetre. La majoria dels MER tenen una resolució que oscil•la entre els 30•10-10 i 70•10-10 m, en funció, entre altres coses, de la distància de treball i el recobriment metàl•lic de les mostres.

Aplicacions

La microscòpia electrònica té una gran aplicació en tots els àmbits relacionats amb la determinació morfològica i estructural de les mostres tant orgàniques com inorgàniques. Es poden arribar a augmentar imatges fins a quasi un milió de vegades amb un poder de resolució de 30•10-10 m.
A fi d’aprofundir en les propietats morfològiques dels materials, es determinen les mides de les partícules de la mostra representada en la micrografia. Per mesurar les mides morfològiques dels materials es fa servir la barra de dimensionament, que proporciona la relació entre la mida d’imatge i la mida real.
El calibratge en distàncies es fa utilitzant diferents reixetes de gran precisió dimensional. Es realitzen calibratges per a una sèrie d’augments, calibratges que es revisen periòdicament.
A títol d’exemple es presenta una micrografia d’una fusta arqueològica subaquàtica en la que es poden observar les fibres malmeses de les fusta, així com les seves dimensions. La imatge està adquirida a 500 augments amb potencial d’acceleració dels electrons de 20 KV i a una distancia de treball de 25 mm. La barra fa 1,7 cm i ens informa que aquesta distància equival a 20•10-6 m. Aquesta dada permet fer el càlcul aproximat del diàmetre mitjà de les fibres.

microscopi1

Figura 1. Micrografia que representa unes fibres d’una fusta arqueològica subaquàtica obtinguda als Serveis Tècnics de Recerca de la UdG

M. L. Escoda, J. J. Suñol, C. Carulla, J. Planella

Departament de Física (Àrea de Física Aplicada)

< TORNAR