La Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) es una técnica avanzada que permite examinar superficies con una resolución excepcional, superando ampliamente a la microscopía óptica convencional. A través del escaneo sistemático de una muestra mediante un haz de electrones focalizado, el SEM detecta las señales generadas por la interacción entre los electrones y la superficie analizada, las cuales son capturadas por detectores especializados para construir imágenes detalladas. Debido a la naturaleza de los electrones, cuya longitud de onda es significativamente menor que la de la luz visible, es posible alcanzar resoluciones en el rango de nanómetros e incluso picómetros, dependiendo del tipo de fuente electrónica utilizada. Esta capacidad lo convierte en una herramienta clave para la caracterización morfológica y composicional de materiales a escala micro y nanométrica. (1) (2)
En este proceso interviene el denominado “volumen de interacción”, que es una región tridimensional con forma de lágrima invertida (Figura 1), desde la cual se originan las distintas señales detectadas durante el escaneo. Este volumen varía en tamaño y geometría según la energía del haz de electrones, el tipo de señal generada y la composición físico-química de la muestra; siendo más amplio en superficies complejas, lo que favorece la producción de electrones secundarios. (2) (3),
Las principales señales detectadas incluyen electrones secundarios, retrodispersados, rayos X característicos, entre otros, cada una generada en distintos rangos dentro del volumen de interacción, siendo los electrones secundarios los que se originan en los volúmenes más pequeños y con mayor capacidad de resolución topográfica. (3) (4)
(Fuente: Philips Electron Optics.
Environmental Scanning Electron Microscopy: An Introduction to ESEM,)
Para el análisis morfológico y topográfico, los electrones secundarios (SE) son particularmente importantes. Estos electrones se generan cuando el haz primario choca con los átomos de la superficie, liberando electrones de baja energía que provienen de la zona más superficial de la muestra. Dado su bajo poder de penetración, las imágenes producidas con SE muestran excelentes detalles topográficos.
El detector de electrones secundarios funciona midiendo la intensidad de estos electrones desde cada punto de interacción entre el haz y la muestra. Esa intensidad se traduce en distintos niveles de gris en la imagen SEM (Figura 2), en consecuencia, es posible discernir claramente relieves, texturas y formas superficiales. (2) (1)
Además de las señales de electrones secundarios, se generan otras señales que pueden ser empleadas según el interés del análisis. Algunas, como los electrones retrodispersados o los rayos X característicos, permiten obtener información composicional, aunque estas serán tratadas en la segunda parte.
Figura 2. Fotomicrografias obtenidas por MEB empleando el detector SE;
la primera figura corresponde a una hormiga y
la segunda el polen de la flor de cayena (Fuente: LABMEB)
BIBLIOGRAFÍA
- Thermo Fisher Scientific Inc. (2019). SEM Technology: A Comprehensive Guide. En: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/MSD/Reference-Materials/desktop-sem-technology-comprehensive-guide-WP0015.pdf
- Microscopy Australia Scanning Electron Microscopy. En: HYPERLINK «https://myscope.training/» \h https://myscope.training/ pdf/MyScope_SEM.pdf
- Philips Electron Optics. (1996) Environmental Scanning Electron Microscopy: An Introduction to ESEM. En: https://fy.chalmers.se/~f10mh/Halvarsson/
EM_intro_course_files/SEM_intro.pdf
- Dunlap, Michael y Adaskaveg, Dr. J. E. (1997) Introduction to the Scanning Electron Microscope. Theory, Practice & Procedures. En: HYPERLINK «https://imf.ucmerced.edu/sites/g/files/ufvvjh1081/f/» \h https://imf.ucmerced.edu/sites/g/files/ufvvjh1081/f/ documents/sem_manual_06102019.pdf
Autores: Herrera Irenemar y Mendoza Omar
Laboratorio de Avanzado de Microscopía Electrónica de
Barrido para Análisis Mineralógico y Materiales (LABMEB)
