La Microscopía Electrónica de Barrido (SEM/MEB) permite examinar superficies con una resolución muy superior a la de la microscopía óptica convencional. En el artículo anterior (https://www.fii.gob.ve/descubriendo-la-composicion-y-la-superficie-a-traves-de-detectores-en-microscopia-microscopia-electronica-de-barrido-parte-1/) se abordaron las diferentes señales obtenidas en SEM, representadas en la gota de interacción, con énfasis en los electrones secundarios. Complementariamente, este artículo se centra en los detectores de Electrones Retrodispersados (BSE) y de Espectroscopía de Rayos X de Dispersión de Energía (EDS).
Los detectores BSE operan midiendo los electrones retrodispersados elásticamente por los núcleos atómicos de la muestra. La intensidad de esta señal se correlaciona directamente con el número atómico (Z) de los elementos presentes: a mayor Z, mayor brillo en la imagen SEM, generando un contraste composicional en escala de grises donde las zonas claras corresponden a elementos pesados y las oscuras a elementos ligeros.
A diferencia de los electrones secundarios (SE) ideales para topografía superficial por su alta resolución y sensibilidad a bordes, los BSE proveen información composicional (Figura 1) desde mayores profundidades. (1) (2)
Por su parte, los detectores de rayos X, comúnmente integrados en sistemas EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), aprovechan la emisión de rayos X característicos. Esta emisión ocurre cuando el haz expulsa electrones internos de los átomos, creando vacantes que son ocupadas por electrones de capas superiores. La transición resultante genera fotones con energía específica que identifica el elemento químico. El EDS permite realizar análisis semicuantitativos de la composición elemental, siendo especialmente útil al combinarse con imágenes BSE para interpretar estructuras complejas. (1) (2)
Ambos detectores difieren en sus principios de operación y configuración. Los BSE suelen estar montados en forma anular alrededor de la columna electrónica, capturando señales con alta eficiencia y resolución espacial. En cambio los EDS, se ubican lateralmente y requieren una línea de visión directa al punto de impacto del haz, lo que los hace sensibles a la topografía de la muestra. Por ello, un posicionamiento óptimo y un bajo ángulo de inclinación son esenciales para obtener espectros libres de interferencias. (2)
La complementariedad entre los detectores BSE y EDS (Figura 2)permite una caracterización integral. Mientras el BSE revela diferencias composicionales y topográficas en las imágenes, el EDS confirma la identidad elemental. Esta sinergia es clave en el análisis de materiales para identificar fases, inclusiones y/o precipitados en su arreglo microestructural. (1)
Figura 2. Fotomicrografía y espectro EDS de una muestra metálica. (Fuente: LABMEB)
Los detectores BSE y EDS son pilares fundamentales del análisis SEM moderno, siendo su uso combinado esencial para revelar tanto la estructura como la composición de materiales a micro y nanoescala, mejorando significativamente la calidad del análisis en campos como ciencia de materiales, medicina, farmacia, biología, electrónica, geociencias, entre otras áreas de estudio.
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: https://myscope.training/ pdf/MyScope_SEM.pdf
Autores: Herrera Irenemar y Mendoza Omar
Laboratorio de Avanzado de Microscopía Electrónica de Barrido
para Análisis Mineralógico y Materiales (LABMEB)
