Hispanopedia WikiUna microsonda es un instrumento que aplica un haz estable y bien enfocado de partículas cargadas ( electrones o iones ) a una muestra.
Tipos
Cuando el haz primario está compuesto por electrones acelerados, la sonda se denomina microsonda electrónica ; cuando está compuesto por iones acelerados, se utiliza el término microsonda iónica . El término microsonda también puede aplicarse a técnicas analíticas ópticas , cuando el instrumento está configurado para analizar micromuestras o microáreas de especímenes más grandes. Dichas técnicas incluyen la espectroscopia micro-Raman , la espectroscopia micro-infrarroja y la espectroscopia de emisión atómica inducida por láser (micro LIBS ) . Todas estas técnicas implican microscopios ópticos modificados para localizar el área a analizar, dirigir el haz de la sonda y recoger la señal analítica.
Una microsonda láser es un espectrómetro de masas que utiliza la ionización mediante un láser pulsado y el posterior análisis de masas de los iones generados. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Usos
Los científicos utilizan este haz de partículas cargadas para determinar la composición elemental de materiales sólidos ( minerales , vidrios , metales ). [ 4 ] La composición química del objetivo se puede obtener a partir de los datos elementales extraídos mediante rayos X emitidos (en el caso de que el haz primario consista en electrones cargados) o mediante la medición de un haz secundario emitido de material pulverizado del objetivo (en el caso de que el haz primario consista en iones cargados).
Cuando la energía de los iones se encuentra en el rango de unas pocas decenas de keV (kiloelectronvoltios), estas microsondas se denominan generalmente FIB ( haz de iones focalizado ). Un FIB convierte una pequeña porción del material en plasma; el análisis se realiza mediante las mismas técnicas básicas que las utilizadas en la espectrometría de masas .
Cuando la energía de los iones es mayor, de cientos de keV a unos pocos MeV (megaelectronvoltios), se les llama microsondas nucleares. Las microsondas nucleares son herramientas extremadamente potentes que utilizan técnicas de análisis de haces de iones como microscopios con tamaños de punto en el rango de micro/nanómetros. Estos instrumentos se aplican para resolver problemas científicos en una amplia gama de campos, desde la microelectrónica hasta la biomedicina. Además del desarrollo de nuevas formas de aprovechar estas sondas como herramientas analíticas (esta área de aplicación de las microsondas nucleares se denomina microscopía nuclear ), recientemente se han logrado importantes avances en el área de modificación de materiales (la mayoría de los cuales se pueden describir como PBW, escritura con haz de protones ).
El haz de la microsonda nuclear [ 5 ] suele estar compuesto de protones y partículas alfa . Algunas de las microsondas nucleares más avanzadas tienen energías de haz superiores a 2 MeV. Esto confiere al dispositivo una sensibilidad muy alta a concentraciones mínimas de elementos, alrededor de 1 ppm en tamaños de haz inferiores a 1 micrómetro . Esta sensibilidad elemental se debe a que, al interactuar el haz con una muestra, emite rayos X característicos de cada elemento presente en ella. Este tipo de detección de radiación se denomina PIXE . Se aplican otras técnicas de análisis a la microscopía nuclear, como la retrodispersión de Rutherford (RBS), STIM , etc.
Otro uso de las microsondas es la producción de dispositivos de tamaño micro y nano, como en sistemas microelectromecánicos y nanoelectromecánicos . [ 6 ] La ventaja de las microsondas sobre otros procesos de litografía es que un haz de microsonda puede escanearse o dirigirse sobre cualquier área de la muestra. Este escaneo del haz de microsonda puede imaginarse como usar un lápiz de punta muy fina para dibujar un diseño en papel o en un programa de dibujo. Los procesos de litografía tradicionales utilizan fotones que no pueden escanearse y, por lo tanto, se necesitan máscaras para exponer selectivamente la muestra a la radiación. Es la radiación la que provoca cambios en la muestra, lo que a su vez permite a científicos e ingenieros desarrollar dispositivos diminutos como microprocesadores, acelerómetros (como en la mayoría de los sistemas de seguridad de los automóviles), etc.
Referencias
- ↑ Hillenkamp, F.; Unsöld, E.; Kaufmann, R.; Nitsche, R. (1975). "Un analizador de masas de microsonda láser de alta sensibilidad". Applied Physics . 8 (4): 341– 348. Bibcode : 1975ApPhy...8..341H . doi : 10.1007/BF00898368 . ISSN 0340-3793 . S2CID 135753888 .
- ↑ Denoyer, Eric.; Van Grieken, Rene.; Adams, Fred.; Natusch, David FS (1982). "Espectrometría de masas con microsonda láser. 1. Principios básicos y características de rendimiento". Analytical Chemistry . 54 (1): 26– 41. doi : 10.1021/ac00238a001 . ISSN 0003-2700 .
- ↑ Van Vaeck, L (1997) . "Espectrometría de masas con microsonda láser: principio y aplicaciones en biología y medicina". Cell Biology International . 21 (10): 635– 648. doi : 10.1006/cbir.1997.0198 . ISSN 1065-6995 . PMID 9693833. S2CID 7601994 .
- ↑ SJB Reed (25 de agosto de 2005). Análisis con microsonda electrónica y microscopía electrónica de barrido en geología . Cambridge University Press . ISBN 978-1-139-44638-9.
- ↑ Yvan Llabador; Philippe Moretto (1998). Aplicaciones de la microsonda nuclear en las ciencias de la vida: una técnica analítica eficiente para la investigación en biología y medicina . World Scientific . ISBN 978-981-02-2362-5.
- ↑ Juan Jiménez (15 de noviembre de 2002). Caracterización de materiales optoelectrónicos mediante microsonda . CRC Press . ISBN 978-1-56032-941-1.
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