Microscopio de emisión de campo (FEM) es una técnica analítica

Vargas Hernández Laura Gabriela
MICROSCOPÍA DE CAMPO DE EMISIÓN
Microscopio de emisión de campo (FEM) es una técnica analítica utilizada en la ciencia de
materiales para investigar la superficie de las estructuras moleculares y sus propiedades electrónicas.
inventado por Erwin Wilhelm Müller en 1936, el FEM fue uno de los instrumentos de análisis de primera
superficie que se acercó casi atómica resolución .
Técnicas de microscopía se utilizan para producir imágenes reales del espacio ampliado de una superficie
que muestra lo que parece. En general la información se refiere a la superficie de la
microscopía cristalografía (es decir, cómo los átomos están dispuestos en la superficie, morfología de la
superficie (es decir, la forma y el tamaño de las características topográficas haciendo que la superficie), y
la composición de la superficie (los elementos y compuestos se compone la superficie).
Microscopio de emisión de campo (FEM) fue inventado por Erwin Müller en 1936. En FEM, el
fenómeno de campo de emisión de electrones se utiliza para obtener una imagen en el detector en la base
de la diferencia en función del trabajo de los planos cristalográficos distintos en la superficie.
Un microscopio de emisión de campo consiste en una muestra metálica en forma de una punta afilada y
una pantalla fluorescente encerrado en la realización de ultra alto vacío. El radio de punta utilizada es
típicamente del orden de 100 nm. Se compone de un metal con un alto punto de fusión , como
el tungsteno . [2] La muestra se celebra en un gran potencial negativo (1-10 kV) en relación con la pantalla
fluorescente. Esto le da al campo eléctrico cerca de la punta punta para estar a la orden de 10 10 V / m,
que es lo suficientemente alta como para la emisión de campo de los electrones a tener lugar.
El campo emitidos los electrones viajan a lo largo de las líneas de campo y producir manchas oscuras y
brillantes en la pantalla fluorescente da una correspondencia uno-a-uno con los planos de cristal del
emisor hemisférico. La corriente de emisión varía fuertemente con el local de la función de trabajo de
acuerdo con la ecuación de Fowler-Nordheim , por lo que la imagen FEM muestra el mapa de trabajo la
función prevista de la superficie del emisor. Las caras muy juntas tienen mayores funciones de trabajo de
las regiones atómica en bruto y por lo tanto se muestran en la imagen como manchas oscuras en el fondo
más brillante. En resumen, la anisotropía de la función de trabajo de los planos de cristal se proyecta
sobre la pantalla como las variaciones de intensidad.
El aumento viene dado por la relación M = L / R, donde R es el radio de punta punta y L es la distancia
la punta de la pantalla. Aumentos lineales de alrededor de mayo 10-junio 10 se alcanzan. La resolución
espacial de esta técnica es del orden de 2 nm y está limitada por el impulso de los electrones emitidos en
paralelo a la superficie de la punta, que es del orden de la velocidad de Fermi de los electrones en el
metal.
Es posible establecer un FEM con un orificio de la sonda en la pantalla de fósforo y una taza de
Faraday colector detrás de él para recoger la corriente emitida por un solo plano. Esta técnica permite la
medición de la variación de la función de orientación para trabajar con una amplia variedad de
orientaciones en una sola muestra. El FEM también se ha utilizado para estudiar la adsorción y la
superficie de la difusión de los procesos, haciendo uso de la función de cambio de trabajos relacionados
con el proceso de adsorción.
De emisión de campo requiere un vacío muy buena, y con frecuencia, incluso en ultra alto vacío (UHV), la
emisión no se debe a la superficie limpia. Un emisor de campo típico tiene que ser "brilló" para limpiarlo,
por lo general haciendo pasar una corriente a través de un bucle en el que se monta. Después de
parpadear la corriente de emisión es alta, pero inestable. La corriente decae con el tiempo y en el
proceso se vuelve más estable debido a la contaminación de la punta, ya sea desde el vacío, o con más
frecuencia de la difusión de las especies de superficie adsorbido a la punta. Por lo tanto la verdadera
naturaleza de los consejos FEM durante su uso es algo desconocido.
Aplicación de la FEM se ve limitada por los materiales que se pueden fabricar en forma de una punta
afilada, se puede utilizar en un ambiente de ultra alto vacío, y puede tolerar los campos electrostáticos de
alta. Por estas razones, los metales refractarios con alta temperatura de fusión (por ejemplo, W, Mo, Pt,
Ir) son objetos convencionales para los experimentos de FEM.