Microscopio electrnico efecto tnel

Microscopio electrnico de efecto tunelCaracterizacin de materialesIntegrantes:Silva Aliaga Rosa IsabelOlortiga Ortiz ElvaCampos Lpez ErickaChupe Mndez JonatnZavaleta Neyra CristianUNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

Microscopio electrnico efecto tnel

QU ES EL EFECTO TNEL?

Desde el punto de vista de la mecnica clsica un electrn no puede superar una barrera de potencial superior a su energa.

Introduccin :La microscopia de efecto tnel (MET) es una tcnica poderosa para la observacin de superficies a nivel atmico. Provee un perfil tridimensional de una superficie lo cual es muy til para caracterizar dureza de la superficie, observar defectos en la superficie y determinar el tamao y conformacin de molculas y agregados en la misma. Su desarrollo en 1981 fue merecedor del Premio Nobel de Fsica en 1986 para sus inventores, Gerd Binning y Heinrich Rohrer (en IBM Zrich).Primeras imgenes tomadas por el STMPrimera imagen STM del Au(110)

Reconstruccin Si (111) 7x7

QU ES EL MICROSCOPIO EFECTO TNEL?Podramos definirlo como una mquina capaz de revelar la estructura atmica de las partculas. Las tcnicas aplicadas se conocen tambin como "de barrido de tnel" y estn asociadas a la mecnica cuntica. Se basan en la capacidad de atrapar a los electrones que escapan en ese efecto tnel, para lograr una imagen de la estructura atmica de la materia con una alta resolucin, en la que cada tomo se puede distinguir de otro.

STM puede ser una tcnica de alto desafo, ya que requiere una superficie extremadamente limpia y lisa, puntas precisas, y un control de vibracin excelente.

Funcionamiento :En una instalacin cuyo fin es tomar medidas en escala atmica es necesario que el elemento que se usa como sonda de medida tenga una resolucin de esa misma escala. En un microscopio de efecto tnel la sonda es una punta conductora, p. ej. de Wolframio. La punta se trata para eliminar los xidos y para que sea lo ms afilada posible, idealmente que en el extremo aparezca un solo tomo.

Procedimiento de uso :

Se acerca una punta metlica afilada a una superficie y se aplica una tensin entre punta y muestra. Se establece una corriente cuando la punta est a unas pocas distancias interatmicas de la muestra. Esta corriente es debida a un efecto puramente cuntico, llamado tuneleo. La intensidad de la corriente es extremadamente sensible a la distancia punta-muestra. Se barre sobre la muestra con actuadores piezoelctricos, cuyo movimiento vertical (z) es manejado por un lazo de control electrnico .Las variaciones de corriente o de seal al piezoelctrico z se asocian a la topografa y densidad electrnica de la muestra (para muestra homogneas esta seal tiene una buena correspondencia con la topografa de la muestra).

Aplicaciones :

1) La microscopia de efecto tnel (MET) es ampliamente utilizada tanto en investigaciones industriales como tericas para obtener imgenes a escala atmica de superficies metlicas. Actualmente la microscopia de efecto tnel es muy importante en muchas ciencias. El estudio de superficies es una parte importante de la fsica, con aplicaciones particulares en la fsica de semiconductores y microelectrnica.2) El microscopio de efecto tnel trabaja mejor con materiales conductores, pero es tambin posible preparar molculas orgnicas en una superficie y estudiar sus estructuras.Por ejemplo, esta tcnica ha sido usada en el estudio de molculas de ADN

3) MET, dio lugar a grandes avances en la llamada Nano ingeniera. Cuanto ms pequeo se disean los dispositivos, mayor es la influencia en su comportamiento y desempeo del orden atmico de sus materiales constituyentes.Estos detalles incluyen arreglos de tomos en estructuras cristalinas, presencia, tamao y densidad de bordes de granos, impurezas, dislocaciones o imperfecciones

4) Microscopia con resolucin atmica: En esencia, el proceso consiste en realizar una topografa a intensidad de tnel constante sobre una zona de la superficie de la muestra. El sistema busca los parmetros en los que es capaz de medir una intensidad de tnel prefijada y, a partir de estos, calcula la distancia a la que se encuentra la punta de la superficie

Partes del STM:- Una punta. - Un sistema de nano desplazamiento. - Una muestra. - Un dispositivo de acercamiento punta/muestra. - Una electrnica y/o informtica de control.

Las caractersticas generales de las tcnicas STM son:

- Desplazamientos de hasta 150 m en el plano, y 10 - 15 m en altura. - Resolucin de hasta 0.01 , resolucin terica de las cermicas piezoelctricas. - Permiten trabajar en medios muy variables: al aire, en atmsfera controlada, en vaco y ultra-alto vaco, altas/bajas temperaturas, lquidos.

ConclusionesGracias a este importante avance, ser posible ver en tiempo real las acciones de los experimentos a escalas atmicas, comprendiendo mucho mejor sus interacciones y ayudando al desarrollo de la nanotecnologa.El Microscopio Efecto Tnel tiene, sin embargo, una seria limitacin: depende de la conductividad elctrica de la muestra y de la punta.

FIN