Análisis por microscopia electrónica de semiconductores III-V y otros materiales
Descripción
Los servicios que se ofrecen para la preparación y el análisis de muestras electróntransparentes mediante técnicas de microscopía electrónica de transmisión son:
- .Obtener muestras delgadas que sean “transparentes” a los electrones y que permitan observar la micro y nanoestructura de los materiales orgánicos e inorgánicos.
- .Conocer la morfología, cristalografía y distribución de defectos y fases en la nanoescala de materiales.
- .Estimar la composición química de las muestras a nivel nanométrico mediante diferentes métodos analíticos basados en la interacción de los electrones con la materia.
- .Evaluar la deformación de los materiales a nanoescala mediante simulaciones numéricas y análisis de imágenes de alta resolución.
- .Realizar otros estudios o desarrollar otras técnicas y métodos de análisis complementarios según las necesidades del solicitante del servicio técnico.
- Emitir informes con los resultados y las conclusiones de los análisis realizados.
Los pasos y las técnicas para la preparación y el análisis de las muestras son los siguientes:
– Preparación de muestras: se pueden emplear diferentes métodos para obtener muestras electrón-transparentes, dependiendo del tipo de material y del microscopio que se vaya a utilizar. Algunos de los métodos más comunes son:
1.Metodología convencional: consiste en el adelgazamiento mecánico de la muestra mediante pulido mecánico y pulido iónico con haces de iones Ar+. Este método se puede aplicar a secciones transversales o vistas planas de la muestra, y permite obtener espesores inferiores a 100 nm.
2.Preparación de lamelas en zonas específicas: consiste en el uso de estaciones de haces focalizados (FIB) para cortar y extraer pequeñas porciones de la muestra en lugares de interés. Este método permite obtener lamelas con espesores entre 50 y 200 nm, que se pueden transferir a un porta muestras especial para su observación en el microscopio.
– Análisis de las muestras: una vez obtenidas las muestras electrón-transparentes, se pueden realizar diferentes tipos de análisis en el microscopio electrónico, dependiendo del objetivo del estudio. Algunos de los análisis más comunes son:
1) Caracterización micro y nano-estructural: consiste en la observación de la morfología, la cristalografía y estructura de defectos de las muestras mediante imágenes de electrones transmitidos o electrones difractados. Estas imágenes permiten identificar las fases presentes, las orientaciones cristalinas, los defectos estructurales, las interfaces o las nanopartículas, entre otros aspectos.
2) Estimación a nivel nanométrico de la composición: consiste en la determinación de la composición química elemental o molecular de las muestras mediante técnicas analíticas basadas en la interacción de los electrones con la materia. Algunas de las técnicas más comunes son:
a) Energía dispersiva de rayos X (EDS): consiste en la detección y el análisis del espectro de rayos X emitidos por los átomos excitados por el haz de electrones. Esta técnica permite obtener mapas o perfiles de composición elemental con una resolución espacial entre 1 y 10 nm, especialmente de átomos con números atómicos altos.
b) Espectroscopía de pérdida de energía de electrones (EELS): consiste en la detección y el análisis del espectro de energía perdida por los electrones al atravesar la muestra. Esta técnica permite obtener mapas o perfiles de composición elemental o molecular con una resolución espacial entre 0.1 y 1 nm, especialmente en elementos ligeros.
3) Evaluación de la deformación: consiste en la estimación del estado de deformación de las muestras mediante el análisis localizado en las imágenes de microscopía electrónica con resolución atómica. Consiste en el uso de algoritmos que calculan el campo de deformación a partir del contraste o la posición relativa de los átomos o las columnas atómicas en las imágenes obtenidas por microscopía electrónica.
Capacidades y Recursos
Los investigadores son miembros del grupo de investigación PAIDI TEP120 y del Instituto Universitario de investigación en Microscopía Electrónica y Materiales (IMEYMAT) y poseen más de 20 años de experiencia en actividades de I+D+i relacionada con el área de Ciencia e Ingeniería de Materiales.
A través del acceso al equipamiento de dicho instituto y de los Servicios Centrales de investigación científica y Tecnológica (SC-ICyT) de la UCA se dispone de los recursos:
– Microscopios electrónicos de transmisión (uno con doble aberración corregida).
– Microscopio de Barrido.
– Equipos de adelgazamiento iónico.
– Equipos FIB de doble haz para preparación de lamelas.
– Software específico de tratamiento de imágenes y espectros (Velox, Digital Micrograph, Crystal Box, Geometric phase analysis, etc.).
Personal
Los investigadores que formarán parte de este servicio técnico homologado serán:
- Dra. Teresa Ben Fernández
- Dra. Verónica Braza Blanco
- Dr. Daniel Fernández de los Reyes
- Dr. David González Robledo
Normativa y procedimientos aplicables
El usuario contactará con el responsable para acordar los servicios deseados. En cada caso se acordará el procedimiento de entrega de muestras, así como la cantidad de material necesario. Para seguir la normativa UCA, el solicitante, previamente a la entrega de las muestras cumplimentará una solicitud de servicio y posteriormente deberá firmar la aceptación del presupuesto entregado. El plazo de entrega de los resultados estará en función del número y naturaleza de los análisis solicitados y de la disponibilidad de los equipos. En todos los casos, se entregará finalmente al solicitante un informe escrito detallando los resultados obtenidos, así como la metodología utilizada.
Otros datos de interés
Para más información sobre la experiencia investigadora de los participantes de este servicio homologado consultar sus perfiles en la página web del grupo de investigación TEP120 Ciencia e Ingeniería de los Materiales (https://produccioncientifica.uca.es/grupos/7896/detalle ).
Tarifa
La tarifa del servicio se calculará en función de:
- Número de muestras a analizar.
- Número de parámetros a analizar.
- Coste impuesto por la Universidad para el acceso a los equipos disponibles en los Servicios Centrales SC-ICyT y equipos del IMEYMAT.
- Complejidad de las técnicas a utilizar.
El tiempo de dedicación del investigador para el análisis de los resultados y preparación de informes tendrá un coste de 83€/h.
Contacto
Daniel Fernández de los Reyes Profesor Titular de Universidad
Tel. (+34) 956 01 63 00. Extensión 2028
email daniel.fernandez@uca.es
Facultad de Ciencias
Departamento Ciencias de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica
Campus Universitario de Puerto Real
11519 | Puerto Real (Cádiz)