El microscopio electrónico utiliza un haz de electrones y sus características ondulatorias para ampliar la imagen de un objeto, a diferencia del microscopio óptico que utiliza la luz visible para ampliar las imágenes. Los microscopios ópticos convencionales pueden ampliar la imagen entre 40 y 2.000 veces, pero recientemente se han desarrollado los llamados microscopios de luz de “superresolución” que pueden ampliar las células biológicas vivas hasta 20.000 veces o más. Sin embargo, el microscopio electrónico puede resolver características que son más de 1 millón de veces más pequeñas.
Los microscopios electrónicos (ME) funcionan como sus homólogos ópticos, salvo que utilizan un haz concentrado de electrones en lugar de fotones para “visualizar” la muestra y obtener información sobre su estructura y composición. Los pasos básicos de todos los ME:
En el TEM, los electrones del cañón de electrones pasan por una lente condensadora antes de encontrarse con la muestra, cerca de la lente objetivo. La mayor parte del aumento se realiza mediante el sistema de lentes objetivo. La imagen se ve a través de una ventana situada en la base de la columna y se fotografía con una película, o más recientemente con una cámara CCD, levantando la pantalla de visualización fluorescente abatible.
Se presenta un método para determinar la distribución espacial de los electrones en el haz enfocado de un microscopio electrónico de barrido (SEM). El conocimiento de la distribución de electrones es valioso para caracterizar y controlar el rendimiento del SEM, así como para el modelado y la simulación en la microscopía electrónica de barrido computacional. En concreto, puede utilizarse para caracterizar el astigmatismo, así como para estudiar la relación entre la energía del haz, la corriente del haz, la distancia de trabajo y la forma y el tamaño del haz. Además, el conocimiento de la distribución de electrones en el haz puede utilizarse con métodos de deconvolución para mejorar la resolución y la calidad de las imágenes de electrones retrodispersados, secundarios y transmitidos obtenidas con instrumentos de fuentes termoiónicas, FEG o Schottky. El método propuesto representa una mejora respecto a los métodos anteriores para determinar la distribución espacial de los electrones en un haz de SEM. Se presentan varias aplicaciones prácticas.
ResumenLa detección en las imágenes de MEB de las características de las muestras, como las diferencias de composición, la topografía (forma, inclinación, bordes, etc.) y las diferencias físicas (orientación de los cristales, campos magnéticos, campos eléctricos, etc.), depende del cumplimiento de dos criterios: (1) establecer las condiciones mínimas necesarias para garantizar que el contraste creado por la interacción haz-espécimen que responde a las diferencias en las características del espécimen sea estadísticamente significativo en la señal de imagen (electrones retrodispersados [BSE], electrones secundarios [SE], o una combinación) en comparación con las inevitables fluctuaciones aleatorias de la señal (ruido); y (2) aplicar el procesamiento de la señal y el procesamiento digital de la imagen apropiados para hacer que la información de contraste que existe en la señal sea visible para el observador que visualiza la imagen final.Palabras claveEstas palabras clave fueron añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que el algoritmo de aprendizaje mejore.
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SEM significa microscopio electrónico de barrido. El SEM es un microscopio que utiliza electrones en lugar de luz para formar una imagen. Desde su desarrollo a principios de los años 50, los microscopios electrónicos de barrido han desarrollado nuevas áreas de estudio en las comunidades médica y de ciencias físicas. El MEB ha permitido a los investigadores examinar una variedad mucho mayor de especímenes.
El microscopio electrónico de barrido tiene muchas ventajas sobre los microscopios tradicionales. El MEB tiene una gran profundidad de campo, lo que permite enfocar una mayor parte de la muestra al mismo tiempo. El MEB también tiene una resolución mucho mayor, por lo que las muestras muy próximas entre sí pueden ampliarse a niveles mucho más altos. Como el MEB utiliza electroimanes en lugar de lentes, el investigador tiene mucho más control sobre el grado de aumento. Todas estas ventajas, así como las imágenes realmente sorprendentes, hacen del microscopio electrónico de barrido uno de los instrumentos más útiles en la investigación actual.
El MEB es un instrumento que produce una imagen ampliamente ampliada utilizando electrones en lugar de luz para formar una imagen. En la parte superior del microscopio se produce un haz de electrones mediante un cañón de electrones. El haz de electrones sigue una trayectoria vertical a través del microscopio, que se mantiene en el vacío. El haz viaja a través de campos electromagnéticos y lentes, que enfocan el haz hacia la muestra. Una vez que el haz incide en la muestra, los electrones y los rayos X son expulsados de la misma.