Saludos mis estimados amigos de la comunidad científica #stem-espanol
Precisamente hoy conversaba con mi compañero
@carloserp-2000 referente a lo que debería ser un POST, su longitud, estilo de lenguaje y el origen de las figuras usadas, de tal manera que la atención del lector se mantenga en los usuarios con contenido original, de calidad y con información precisa. En mi caso particular, he estado presentando algunas microfotografías del semiconductor ZnO, detallando algunas de las funciones que dispone el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) o Scanning Electron Microscope (SEM) y en esta oportunidad me voy a referir a la opción que tiene este equipo para presentar la composición elemental de la muestra de ZnO mediante el MAPEO ELEMENTAL.
¿Y qué tiene que ver una cosa con la otra? Pues la verdad no lo se, cada cabeza es un Mundo y ahora estoy en una etapa de ensayo-error para determinar el alcance de escribir un POST con un tema científico-tecnológico de forma concreta, sin extenderme en definiciones trilladas. Vamos a ver que tal resulta este experimento!
Microfotografía de una capa de ZnO sobre vidrio. | @iamphysical
Después de seguir al pie de la letra el procedimiento para la deposición de una capa delgada del semiconductor ZnO sobre un sustrato de vidrio, se nos presentaron dos inconvenientes técnicos que debimos resolver de forma rápida. Como se observa en la figura anterior, la muestra a ser estudiada en el SEM está compuesta de ZnO sobre vidrio y éste último tiene una composición química de varios elementos de la tabla periódica, por lo que se hace difícil determinar la estequiometría experimental del semiconductor ZnO, ya que vamos a tener la contribución de todos esos elementos en el análisis cualitativo y cuantitativo.
El SEM era de reciente adquisición y se tenía poca experiencia en el montaje de las muestras. Sabíamos que para la formación de las imágenes debía haber conducción eléctrica entre la muestra y el soporte portamuestra del SEM, pero teníamos vidrio entre ellos. Así que hicimos algunos ensayos con pintura de grafito y adhesivo de grafito, los 2 formatos funcionaron perfectamente.
Colocamos la muestra y al hacer el análisis cualitativo y cuantitativo nos encontramos con unos resultados confusos, pues el porcentaje de Oxígeno del ZnO tenía una contribución adicional del O presente en la composición del sustrato de vidrio. Lo verificamos con la opción de MAPEO ELEMENTAL que tiene integrado el programa de análisis del SEM.
Mapeo elemental del ZnO (Magnificación: 200x) | @iamphysical
¿Qué es el Mapeo Elemental?
Con el análisis elemental no tuvimos resultados aceptables y estas imágenes tampoco ayudan a determinar la composición de la capa delgada, así que procedimos a realizar una Magnificación hasta 30.000x y obtuvimos estos resultados.
En esta ocasión sí pudimos discriminar la presencia de Zn en la zona seleccionada, ya que se observa la distribución de Zn el cristal analizado. El O se distribuye también en la superficie del sustrato de vidrio y se observa en toda el área estudiada. Los otros elementos químicos resaltan en la imagen de Mapeo Elemental, porque son constituyentes del vidrio.
A pesar de estos resultados, no tenemos un análisis cuantitativo de la película delgada de ZnO porque todavía aparecen los otros elementos en porcentaje atómico que afectan la estequiometría ideal, Zn: 50% y O: 50%. ¿Cuál es la estrategia para obtener la composición química del ZnO? Colocar la muestra de canto (de lado) y enfocar la zona de estudio en un punto localizado sobre los cristales del semiconductor, es decir sin considerar el sustrato de vidrio. Recordemos que podemos controlar el área de la zona de estudio mediante la Magnificación y el SPOT, que es el diámetro del haz de electrones que llega a la muestra.Aportes de esta publicación.
En esta línea de investigación de capas delgadas de semiconductores, las técnicas de observación y análisis químico superficial son de gran importancia a la hora de establecer un protocolo reproducible para la síntesis de materiales. La Microscopía de Barrido es fundamental para visualizar los materiales a grandes magnificaciones, además que permite determinar la composición química elemental de manera puntual (≈ 100 Å), usando el detector de energía dispersiva de rayos X. Espero que con esta publicación hallamos complementado nuestro conocimiento sobre el SEM y el sistema integrado en el software con la opción de mapeo elemental que nos permite visualizar en tiempo real la distribución de los elementos de la tabla periódica que están presentes en nuestro espécimen en estudio.
○ El microscopio electrónico de barrido.
○ Microscopia electrónica: Barrido y Transmisión.
○ Spot size in scanning electron microscopy (SEM).
○ Element Mapping.
○ La microscopía para el estudio de materiales.
○ Microscopía Electrónica.
○ Características del SEM.
○ Prácticas con el SEM.
○ Elemental Mapping, Barrido Elemental.
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