5461f0470cf27487b453d664

19. Microscopía para el estudio de materiales y láminas delgadas

19
LA MICROSCOPÍA PARA EL ESTUDIO
DE MATERIALES Y LÁMINAS
DELGADAS
J.A. Martín Gago

La microscopía es una de las herramientas más importante a la hora de
estudiar materiales y láminas delgadas. Las nuevas técnicas de
‘microscopia de sonda’ o ‘de campo cercano’, desarrolladas en las
últimas décadas han abierto nuevas posibilidadesde observación de la
superficie de los materiales con resolución atómica. En este capítulo se
revisan las principales técnicas microscópicas que se utilizan para el
estudio de materiales y láminas delgadas, poniendo especial énfasis en
describir sus ventajas e inconvenientes. También se introducen los
conceptos fundamentales que intervienen en la formación de la imagen
así como la resoluciónmáxima de cada una de las técnicas que se
describen.
519

Capas delgadas

1. INTRODUCCIÓN A LA MICROSCOPÍA DE MATERIALES.
Una primera aproximación a la estructura de un material puede obtenerse por un simple
análisis visual del mismo. La estructura atómica, y por tanto sus propiedades, se reflejan en la
morfología del material. Así, si observamos un mineral que presenta aristas y cortes
geométricospodemos asegurar que en su estructura atómica está cristalizado, e incluso podemos
aventurarnos a predecir el grupo de simetría espacial al que pertenece. Un material que refleje
la luz con un brillo apagado nos indica el carácter metálico del mismo. Si, por ejemplo, sobre un
material plano observamos que se levantan flejes o láminas delgadas con facilidad, podemos
asegurar que tiene una estructuraatómica laminar, o en el caso de una capa delgada, que la
adherencia química con el substrato es muy baja. El objetivo final de un análisis microscópico
es obtener precisión en este tipo de observaciones. Para ello es necesario estudiar imágenes de
los materiales con una resolución espacial mayor que la que podemos obtener con nuestros ojos.
Nuestros ojos, en el mejor de los casos, resuelvenobjetos separados aproximadamente unas 50
µm. Sin embargo, en muchas ocasiones la información estructural buscada es de tamaño inferior
y por tanto necesitamos utilizar microscopios.
La información que se obtiene del análisis microscópico de una muestra de un material es
muy variada. Aparentemente se trata de información muy cualitativa y por tanto pudiera parecer
de ‘segunda clase’. Sin embargo, lasconclusiones que podamos obtener de un estudio completo
y cuantitativo sobre un material deben de estar de acuerdo con su forma externa o morfología.
En el estudio de una lámina delgada o material deberíamos siempre intentar contrastar la
información que podamos obtener mediante técnicas espectroscópicas o estructurales con
imágenes microscópicas del material en estudio. Muchos de los trabajospublicados en revistas
científicas no serían tales si se hubiese presentado junto con los resultados una imagen
microscópica de la muestra.
La microscopía es un área de trabajo multidisciplinar y por tanto aplicable a muchos tipos
de muestras y procesos. Aunque su desarrollo principal e histórico fue motivado por su
aplicación a la biología, hoy día se puede utilizar en a infinidad de áreas, yparticularmente para
el estudio de materiales y capas delgadas. La información que se obtiene es muy variada. Nos
permite, por ejemplo, relacionar la forma de un material u objeto con sus propiedades y
estructura interna, así como deducir procesos de formación y crecimiento, o inferir información
sobre la homogeneidad de la muestra en estudio
La etimología de la palabra microscopía indica ‘reproducción demicras’, y así fue en sus
orígenes. Actualmente la resolución es mucho mayor y podríamos por tanto, hablar de
‘Ångstroncopios’o ‘nanoscopios’ si nos refiriésemos a los microscopios con mayor poder
resolutivo que existen actualmente. Con todo, es importante reseñar que la microscopía ofrece
una información local. Un buen análisis microscópico debe preocuparse de la representatividad
de los...