STM y SEM

Microscopio de efecto túnel
Scanning Tunneling Microscope (STM)
Microscopio de efecto túnel podríamos definirlo como una máquina capaz de revelar la estructura
atómica de las partículas. Las técnicas aplicadas se conocen también como "de barrido de túnel" y
están asociadas a la mecánica cuántica. Se basan en la capacidad de atrapar a los electrones que
escapan en ese efecto túnel, para lograr una imagen de la estructura atómica de la materia con
una alta resolución, en la que cada átomo se puede distinguir de otro.
El Microscopio basa su funcionamiento en una propiedad cuya explicación está asociada con el
comportamiento conocido como tuneleo cuántico. Este proceso ocurre entre los electrones de la
punta metálica del microscopio y la superficie de la muestra, que debe ser metálica o
semiconductora y ser una superficie esencialmente "chata", es decir con rugosidades menores a
unos pocos micrómetros (1000 nm). Si la punta de inspección del microscopio se encuentra a
distancias del orden de unos pocos nm, y gracias a aplicar una diferencia de potencial entre la
punta y la muestra, los electrones de la punta van a superar la barrera de potencial que representa
el vacío y van a transferirse a la superficie del material (o viceversa, según cuál sea el signo de la
diferencia de potencial aplicada), como pasando por un túnel a través de la barrera de potencial
mencionada.
Una vez llevado el proceso en el microscopio, escaneando la superficie del objeto y haciendo un
mapa de la distancia entre varios puntos, se genera una imagen en tres dimensiones. Los
microscopios de efecto túnel también han sido utilizados para producir cambios en la composición
molecular de las sustancias. Es un instrumento fundamental en el campo de la nanotecnología y la
nanociencia.
Inventado por Binning y Rohrer en 1981, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel en
1986 por este descubrimiento.
Microscopio electrónico de barrido
Scanning Electron Microscope (SEM)
Es aquel Microscopio que utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz para formar una
imagen. Tiene una gran profundidad de campo, la cual permite que se enfoque a la vez una gran
parte de la muestra. También produce imágenes de alta resolución, que significa que
características espacialmente cercanas en la muestra pueden ser examinadas a una alta
magnificación. La preparación de las muestras es relativamente fácil pues la mayoría de SEMs sólo
requieren que estas sean conductoras.
En el microscopio electrónico de barrido la muestra es recubierta con una capa de carbón o una
capa delgada de un metal como el oro para darle propiedades conductoras a la muestra.
Posteriormente es barrida con los electrones acelerados que viajan a través del cañón. Un
detector mide la cantidad de electrones enviados que arroja la intensidad de la zona de muestra,
siendo capaz de mostrar figuras en tres dimensiones, proyectados en una imagen de TV o una
imagen digital. Su resolución está entre 3 y 20 nm, dependiendo del microscopio. Inventado en
1931 por Ernst Ruska, permite una aproximación profunda al mundo atómico. Permite obtener
imágenes de gran resolución en materiales pétreos, metálicos y orgánicos. La luz se sustituye por
un haz de electrones, las lentes por electroimanes y las muestras se hacen conductoras
metalizando su superficie.