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Formación de imágenes de materiales a escalas finas

El desarrollo de nuevos productos industriales depende en gran medida de las avanzadas propiedades físicas y químicas de la estructura de los materiales. Por tal motivo muchos trabajos de investigación y desarrollo coinciden en el estudio y análisis de materiales a escala micrométrica. Para superar las limitaciones impuestas por las actuales tecnologías, un consorcio europeo ha desarrollado un novedoso prototipo de sonda atómica de barrido. El nuevo sistema consiste en una herramienta cartográfica en 3D para distribuciones atómicas en materiales y dispositivos de película fina, y puede utilizarse ampliamente en muchas aplicaciones industriales.

Tecnologías industriales

La microscopía y el microanálisis modernos mediante sondas de barrido abarcan tecnologías extremadamente potentes y de alta resolución para la formación de imágenes y la medición de materiales a una escala muy pequeña, que llega al nivel molecular y de grupos de átomos. Entre dichas tecnologías, la sonda atómica en 3D (3DAP) es el instrumento más frecuente para el análisis de aleaciones metálicas. Sin embargo, debido a la gran dificultad de producir muestras de prueba en una forma adecuada para su análisis posterior, sus aplicaciones se limitan al campo de los materiales y superficies de películas finas. Impulsado por este hecho, un consorcio de expertos en diseño y fabricación de instrumentación científica con aplicaciones destinadas al usuario final logró crear una sonda atómica de barrido (SAP) de propiedades exclusivas. Combinando técnicas especiales, la SAP facilita la fabricación de muestras de prueba de película fina en forma de micropuntas que se utilizan para un análisis posterior. El sistema permite asimismo una mejor y más precisa descripción de las propiedades químicas y físicas de los materiales a escala nanométrica, a pesar incluso de la peculiar inestabilidad del micromundo. Además del sistema de puntas de muestras de prueba, la SAP emplea un innovador contraelectrodo que no sólo permite una mayor resolución de masas, sino también la antes imposible identificación de átomos aislados, incluso en materiales con elementos cercanos en el espectro de masas. Se utiliza asimismo un nuevo detector de posición de línea de retardo para lograr una sensibilidad optimizada que, con la ayuda de aparatos específicos (de adquisición de datos y generación de impulsos), está capacitado para observar velocidades rápidas de transmisión de datos, de hasta 300 iones por segundo. La SAP es de fácil utilización y brinda a sus usuarios un control completo de los procedimientos de determinación de la posición y de barrido. Ha sido probada ampliamente en estudios preliminares de películas metálicas multicapa, para producir muestras de prueba de sílice y efectuar mediciones de la degradación de los fósforos empleados en la tecnología de visualización. Lo más importante de todo es que puede convertirse en instrumento habitual del usuario para afrontar diversos problemas de los materiales. Si se tiene en cuenta el desarrollo de la nanotecnología en Europa, es previsible que la SAP constituya una valiosa aportación que permita avanzar en el desarrollo de materiales nanoestructurados.

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