Stem

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  • Publicado : 4 de diciembre de 2010
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1. RESUMEN

En el microscopio electrónico de transmisión y barrido (STEM) una muestra sólida (5 – 500 nanómetros de espesor) es bombardeada en vacío por un haz (0.3 – 50 nanómetros de diámetro) de electrones mono-energéticos. Las imágenes en el STEM son formadas por el barrido de este haz en una trama cruzada del espécimen, y recogiendo los electrones transmitidos o dispersados. La principalventaja del STEM comparado con el TEM consiste en que muchas señales pueden ser coleccionadas simultáneamente: Imágenes de campo oscuro – brillante, patrones de difracción del haz de electrones convergentes (CBED) para análisis estructurales; señales de espectrómetro de energía dispersiva de rayos X (EDS) y del espectrómetro de electrones de baja energía (EELS) para los análisis de composición.Tomadas en conjuntos, estas tres técnicas se denomina microscopio electrónico analítico (AEM). El STEM provee alrededor de 100 veces mejor resolución espacial que los análisis convencionales de TEM. Cuando los electrones son dispersados en altos ángulos son coleccionados se pueden obtener imágenes de planos atómicos o incluso átomos individuales de alta resolución.

Rango de elementos Lítio auranio.
Destructiva Si, durante la preparación de la muestra.
Información química Algunas veces, mediante EELS.
Cuantificación Análisis de la composición cuantitativa del EDS
EELS, y análisis de la estructura cristalina
mediante el CBED.
Precisión 5-10%relativa para EDS y EELS.
Limites de detección 0.1-3.0% para EDS y EELS.
Resolución lateral Imágenes, 0.2-10nm; EELS, 0.5-10nm; EDS,
30nm.
Capacidades de imagen Si, resolución lateral debajo de 5 nm.
Requerimientos de la muestra Sólidos conductores, aislantes recubiertostípicamente de 3mm de diámetro y menores de
200nm de espesor en la zona de análisis para el
EDS , pero menores de 50nm de espesor para el
EELS.
Principales usos Microestructural, cristalográfico y análisis de
composición, análisisestructural único con CBED.
Costo $500 000 - $2 000 000.
Tamaño 3m x 4m x 3m.
2. INTRODUCCIÓN

El microscopio electrónico de transmisión y barrido (STEM, por sus siglas en ingles), genera imágenes de la microestructura interna de muestras delgadas utilizando un barrido de un haz de electrones de alta energíaen la misma forma en que el microscopio electrónico de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) produce imágenes de superficie.

El STEM no tiene rival en su habilidad para obtener imágenes de alta resolución combinadas con microanálisis de muestras que se pueden obtener casi de cualquier sólido. Las aplicaciones principales incluyen el análisis de metales, cerámicos, dispositivos electrónicos,métodos de unión, recubrimientos, materiales compuestos y tejido biológico.

Existen tres tipos de instrumentos que suministran imágenes STEM: El TEM/STEM, en el cual un microscopio electrónico de transmisión (TEM, por sus siglas en ingles) es modificado para operar en modo STEM. El SEM/STEM, en el cual un SEM tiene la capacidad de obtener de obtener imágenes STEM y los aparatos STEM que estándedicados exclusivamente para su uso. Las primeras dos formas proveen información valiosa para complementar las técnicas TEM y SEM, pero únicamente el ultimo tipo provee la mas alta resolución y sensibilidad.

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Figura 1. Señales generadas cuando el haz de electrones interactúa con un espécimen delgado en un STEM.

Las capacidades de análisis del STEM es relativamente reciente comparada...
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