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Microscopía electrónica de barrido
Microscopio Electrónico de Barrido (Scanning Electron Microscope, SEM)
El Microscopio electrónico de barrido permite obtener imágenes de la superficie de las muestras en base a las diferentes interacciones electrón-materia. Para ello utiliza un haz de electrones que recorre la superficie de la muestra a analizar, de la interacción entre los electrones incidentes con los átomos que componen la muestra se generan diversas señales, las cuales son captadas por detectores específicos y proporcionan diferente información:
Detector de electrones secundarios: proporcionan una imagen de la morfología superficial de la muestra
Detector de electrones retrodispersados: proporcionan imágenes de contraste por número atómico y contraste topográfico
Detector de rayos X: proporciona información sobre la composición elemental de la muestra.
El equipo del que disponemos en la unidad es un JEOL JSM-6400, de fácil manejo, dispone de un cañón de electrones termoiónico con filamento de tungsteno y de detectores tanto de electrones secundarios (a 25kV, resolución de 3.5nm a 8mm de distancia de trabajo; 10nm a 39 mm de distancia de trabajo) como de electrones retrodispersados (resolución de 10nm a 8mm de distancia de trabajo). Así mismo cuenta con un detector de rayos X para el análisis elemental cualitativo.
Este microscopio está especialmente indicado para la observación de la superficie de materiales (geológicos, metálicos, plásticos, cerámicos…) y biológicos, con la posibilidad de realizar análisis semicuantitativos para obtener una aproximación de la composición de los materiales. Se puede obtener, mediante el empleo de electrones retrodispersados, la distribución de elementos y de fases en el estudio de materiales.
La unidad cuenta también con los equipos necesarios para una correcta preparación de muestras:
• Sistema de deshidratación en punto crítico Bal-Tec CPD 030
• Equipo de pulverización catódico con oro Bal-Tec SCD 004
• Unidad de recubrimiento de muestras con carbón Bal-Tec CEA 035
Microscopio Electrónico de Barrio de Emisión de Campo (Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM)
La unidad dispone de un Jeol JSM-7200F, un Microscopio Electrónico de Barrido de emisión de campo analítico altamente versátil, ideal para imágenes y análisis de nanoestructuras, y para determinar la composición química de la muestra a través de espectroscopía de rayos X. Al combinar grandes corrientes de haz con un pequeño tamaño de sonda a cualquier voltaje de aceleración, el JEOL JSM-7200F aumenta la resolución analítica a escalas inferiores a 100 nm.
Además, este equipo puede operar en condiciones de bajo vacío (JSM-7200F / LV), adecuadas para muestras no conductoras y para imágenes de alta resolución de nanoestructuras, el estudio de la superficie de muestras y muestras magnéticas.
La lente híbrida de que dispone no introduce campos magnéticos en la zona de la muestra lo que lo convierte en el equipo ideal para la formación de imágenes de alta resolución de materiales magnéticos.
La combinación de esta lente con detectores de electrones “in lens” con filtro de energía permite la obtención de imágenes topográficas, contraste composicional o una combinación de ambas.
Dispone además de un modo de desaceleración de haz de electrones (Gentel Beam Mode) que disminuye la carga en muestras no conductoras como cerámicas, semiconductores y polímeros, proporcionando una alta resolución a los voltajes de aceleración más bajos.
La unidad dispone de los equipos necesarios para una correcta preparación de muestras:
• Equipo de pulverización catódico con bomba turbo molecular Cressintong 208HR provisto de una unidad de medidor de grosor (thickness monitor MTM-10)
• Unidad de recubrimiento de muestras con carbono con bomba turbo molecular Cressintong 208 provisto de una unidad de medidor de grosor (thickness monitor MTM-10)
Microscopía electrónica de transmisión
Microscopio Electrónico de Transmisión (Transmission Electron Microscope, TEM)
El microscopio electrónico de transmisión permite obtener imágenes de la ultraestructura de las muestras en base a los electrones transmitidos a través de las mismas. Para ello utiliza un fino haz de electrones acelerados que, al impactar con la muestra, genera una serie de señales relacionadas con su estructura.
El equipo del que disponemos en la unidad es un JEOL JEM-1010, de fácil manejo, dispone de un cañón de electrones termoiónico con filamento de tungsteno con un voltaje de aceleración de 100KV que permite obtener imágenes de transmisión convencionales, de campo oscuro y campo claro, con una resolución entre puntos de 0.35nm.
Está dotado de una cámara Megaview II para la captación de imágenes.
Este microscopio permite el estudio de la ultraestructura celular y gracias a técnicas de tinción negativa, la observación de virus, bacterias u otras biomoléculas. Así mismo, permite el estudio de la morfología de muestras de diversos materiales de características nanométricas, revelando su estructura interna, tamaño y dispersión de partículas, así como el estudio de la ultraestructura de polímeros y materiales compuestos.
La unidad cuenta con los equipos necesarios para la obtención de secciones ultrafinas necesarias, tanto en muestras biológicas como de materiales:
• Talladora de bloques Leica AG Reichert Ultra-TRIM 702601
• Ultramicrotono Leica AG Reichert Ultracut E 701704
• Ultracriomicrótomo Power Tome PC Boeckeler Instruments
• Cortadora de precisión Accutom-50 de Struers
• Cortadora de discos Gatan modelo 601
• Pulidora manual Gatan modelo 623
• Pulidora cóncava Gatan modelo 656
• Adelgazador iónico Gatan modelo 691
Microscopio Electrónico de Transmisión de Alta Resolución (High Resolution Transmission Electron Microscope, HRTEM)
El microscopio electrónico de transmisión de alta resolución utiliza un fino haz de electrones acelerados que, al impactar con la muestra, genera una serie de señales directamente relacionadas con la estructura atómica del objeto investigado. Estas señales se seleccionan por separado para generar distintos tipos de imágenes y obtener datos analíticos. Los electrones transmitidos con y sin dispersión se utilizan para crear imágenes de transmisión convencionales, de campo oscuro y alta resolución, revelando la estructura interna de las muestras, tamaño y distribución de partículas, su red cristalina, interfaces y defectos puntuales de la red atómica, etc. Los rayos X generados son utilizados para estudiar la composición química de la muestra, pudiendo analizar aisladamente zonas de muy pocas micras e incluso nanométricas. Finalmente, mediante la difracción de electrones (electrones dispersados elásticamente) puede hacerse un detallado estudio cristalográfico del material investigado.
El equipo disponible en la unidad es un JEOL JEM 2010HR, dispone de un cañón de electrones termoiónico de LaB6, que con un voltaje de aceleración de 200kV alcanza una resolución entre puntos de 0.25nm. Incorpora una unidad de semiSTEM, cámara CCD 780-AJ08HA de Gatan y un sistema de microanálisis de Rayos X (Oxford INCA Energy 200).
Se dispone así mismo de un brazo de doble inclinación y controlador Accutroller model 902 de Gatan y de un brazo frío y controlador de temperatura Smart Set Model 900 de Gatan.
Microscopia confocal biológica y de materiales
El microscopio láser confocal es un microscopio óptico que permite eliminar la interferencia que produce la luz que llega de los diferentes campos ópticos de todo el grosor de la muestra que se observa, consiguiendo que el enfoque se realice sobre un único plano (confocal). Ello permite obtener imágenes de mayor resolución, contraste y nitidez que con microscopía convencional, permitiendo la observación y caracterización morfológica de todo tipo de muestras orgánicas, inorgánicas y biológicas que incorporen sustancias fluorescentes.
El equipo disponible en la unidad es un Microscopio Confocal A1R (Nikon) acoplado a un microscopio invertido modelo Eclipse Ti-E (Nikon). Dispone de cuatro láseres de excitación (Láser diodo 405nm, láser ion argón multilínea 457-514nm, láser diodo 561nm y láser diodo 638nm) y de un detector espectral de 32 canales que abarca un amplio espectro (400-800nm).
Su cabezal de escaneo híbrido galvanométrico y resonante permite la captura de imágenes confocales de elevada calidad a una velocidad ultra elevada con una gran sensibilidad. Posee también un sistema de mantenimiento de enfoque, muy útil para muestras “in vivo” (Perfect Focus System (PFS)) que permite mantener la muestra enfocada en todo momento.
Posee también una platina piezoeléctrica que aumenta la velocidad de captación de imágenes, así como una mini cámara de perfusión (RC-30HV) con controlador de temperatura para la observación de células vivas.
El microscopio invertido de campo claro y epifluorescencia tiene como accesorio una cámara digital (DS-FI1) de alta resolución para la captación de imágenes en todas las modalidades que dispone el microscopio (campo claro, Nomarski y fluorescencia).
Microscopio Confocal de Materiales
El microscopio confocal de materiales es un perfilometro óptico que utiliza el estudio de la interferencia de la luz blanca para medir y analizar de forma no invasiva el perfil de las estructuras micro-nano que caracterizan la superficie de los distintos materiales (geológicos, metálicos, plásticos, cerámicos…).
En nuestra unidad disponemos de un perfilometro óptico de tecnología dual (confocal e interferométrica) para la inspección y medición tridimensional de superficies Sensofar Plu 2300, que mide la altura de superficies con textura muy variable (desde superficies muy rugosas hasta superficies pulidas) al barrer la muestra verticalmente por etapas de manera que cada punto de la superficie pasa a través del foco, mejorando la resolución lateral de los perfilometros clásicos.
De fácil manejo, el equipo dispone de un completo software que facilita no sólo la adquisición de datos, sino también su posterior análisis.
Microscopio de Fuerza Atómica
El microscopio de fuerza atómica es un instrumento mecano-óptico capaz de realizar mediciones tridimensionales a escala nanométrica. Gracias a la interacción de una punta con la superficie de la muestra se obtienen medidas superficiales sin ningún tratamiento previo de la muestra a medir, y sin la necesidad de emplear vacío. Del mismo modo se pueden medir diferentes propiedades de los materiales (distribución de fases cristalinas y amorfas, propiedades magnéticas, eléctricas, etc.)
El AFM MFP-3D (Asylum Research) está diseñado para ser flexible y expandible, con una amplia gama de opciones que permiten aplicaciones en numerosas áreas científicas, incluidas la física, la ciencia de los materiales, polímeros, química, nanolitografía, biociencia y mediciones cuantitativas a nanoescala.
Este equipo en concreto dispone además del módulo necesario para realizar Medidas de Microscopia de Piezorespuesta (PFM).
Dispone así mismo de un completo software que facilita no sólo la adquisición de datos, sino también su posterior análisis.
• Asesoramiento sobre las distintas técnicas de Microscopía disponibles, tanto en lo que respecta a la de preparación de muestras como en lo relativo a las condiciones óptimas de observación
• Observaciones a nivel micro y nanométrico de la morfología y el relieve de las superficies, así como de su ultraestrutura, tanto para muestras biológicas como de materiales.
• Realización de microanálisis químicos cualitativos o semicuantitativos puntuales por energía de rayos X dispersados sin alteración de la muestra y asociados a zonas concretas de la misma.
• Observación y caracterización morfológica de todo tipo de muestras orgánicas, inorgánicas y biológicas que incorporen sustancias fluorescentes mediante Microscopía Confocal. Adquisición de series multidimensionales (área de imagen, altura, tiempo, longitud de onda).
• Caracterización de perfiles, áreas, volúmenes y rugosidades de materiales mediante Microscopía Confocal de Materiales.
• Realización de medidas tridimensionales a escala namométrica mediante Microscopía de Fuerza Atómica asociadas a las propiedades eléctricas, mecánicas, etc de los materiales.
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