Microscopio De Efecto Tunel

microscopio de efecto tunel

El microscopio electrónico de efecto túnel fue inventado en 1980 por Gerd Binning y Heinrich Rohrer. El cual puede alcanzar aumentos de 100 millones y permite a los científicos ver átomos en la superficie de un solido.
El microscopio de efecto túnel opera con base a dos electrodos: la aguja y la muestra que se estudia, con una separación de unos 5-10 angstroms. Sise aplica una diferencia de potencial baja entre ambos electrodos, fluye corriente de la punta negativa al espécimen positivo. Esta corriente dependerá fundamentalmente de la distancia entre ambos, (en el caso de los electrones disminuye alrededor de 10 veces con cada 0.1 nm de aumento de la distancia)
Para obtener información de la superficie de la muestra se debe de mover esta ultima debajo dela punta o bien la punta encima del espécimen, de manera de generar un barrido sistemático de renglones sucesivos. Por medio de cristales piezoeléctricos, esto es cristales que se contraen al recibir diferentes voltajes y recuperan su forma al cesar los mismos.
La punta recorre la muestra y como la corriente depende de la distancia entre la punta y la superficie explorada, cualquier rugosidado protuberancia a escala atómica que la muestra presente estará reflejada por los cambios en la intensidad de la corriente, donde se registra y analiza su movimiento en un ordenador para crear una imagen tridimensional precisa de los átomos y con ella se obtienen mapas topográficos que se pueden mostrar en la pantalla de un ordenador o trazarse en papel.
Hay dos modos de operar el instrumento unoes manteniendo la distancia constante entre la muestra y la punta y midiendo la corriente que fluye entre ambas, que dará información de la distancia que las separa y por lo tanto del relieve de la superficie. La otra forma de trabajo es acercando y alejando la punta, de forma de mantener la corriente y por lo tanto la distancia, constante.
Este aparato no solo ve los átomos si no que puedemirar dentro de sus estructuras electrónicas. La ultrasensibilidad y alto poder de resolución de este microscopio se basa en el efecto túnel, que es una de sus predicciones aparentemente contradictorias de la mecánica cuántica, pero que sin embargo trabaja. De acuerdo ala física clásica, si dos electrodos están separados por un material aislante, o simplemente por aire o vacio la corriente nosaltara entre ellos si no cuando el voltaje sea lo suficientemente alto para originar una chispa o quemar el aislante pero según la mecánica cuántica, si la distancia entre los electrones es muy pequeña fluirá como par entre un túnel una corriente de electrones a través de la barrera de energía representada por la separación, aunque los electrones no posean la energía suficiente para saltar.
Un factordeterminante en la calidad de la corriente de tunelamiento y en consecuencia en la información obtenida, es la calidad de la punta preparada, por lo que es importante evitar cualquier contacto entre punta y muestra durante el acercamiento y el barrido sobre el materia. Un caso contrario nos dará inestabilidades e imágenes alejadas de la realidad.

SISTEMA DEL MET CONSTRUIDO
Con el objeto depresentar con mayor claridad el sistema del MET que se construyó, procederemos a explicarlo en las tres partes en que se dividió durante su desarrollo: mecánica, electrónica y computación.


2.1. Mecánica
La parte mecánica está integrada exclusivamente por la llamada "cabeza" del MET. Comprende la unión túnel, el trípode piezoeléctrico, los mecanismos de aproximación punta-muestra y el sistemade aislamiento de vibraciones. Todo este conjunto está montado sobre una brida estándar y está construido en acero inoxidable.
a) La unión túnel
Esta unión está formada por la punta, la muestra y el medio ambiente que los separa. La punta es fabricada por el método electroquímico a partir de alambre de tungsteno de 0.8 mm de diámetro al cual se le aplica 6 volts mediante un circuito de...