Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Temas Selectos de Óptica I

Horario: martes y jueves de 13:30 a 15:00 hrs.

Enlace de acceso: https://cuaieed-unam.zoom.us/j/2549824874?pwd=STEvQVdsZmtsQlpTd3lFU3orWUJndz09

Óptativa: 3 horas a la semana.

Dos clases a la semana de 1h 30 min

Para mayores informes contactarse al correo: jarenas@fisica.unam.mx

TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA I

Principios Básicos de Microscopía Electrónica

Profesor: Jesús A. Arenas Alatorre. Investigador Titular B, Instituto de Física UNAM

Ayudante propuesto: Ileana Ixtlixochitl López Jiménez

Objetivo:

Difundir los conocimientos básicos para trabajar en el campo de la Microscopía Electrónica Analítica en Ciencia de Materiales.

Temario:

I.- GENERALIDADES

1. Microscopía Óptica (MO) vs Microscopía Electrónica (ME)
2. Concepto de resolución
3. Interacción haz electrónico-muestra
4. Movimiento ondulatorio
5. Bases físicas del funcionamiento de un microscopio electrónico
6. Dispersión elástica e inelástica
7. Funcionamiento de las lentes electromagnéticas
8. El sistema de iluminación (emisión termoiónica y de campo)
9. Cañón de electrones
10. Coherencia
11. Formación de imágenes
12. Aberraciones (Coma, aberración esférica, astigmatismo, curvatura de campo)

II.- MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO

1. Diseño de un SEM
2. Interacción de muestra-haz electrónico
3. Formación de imágenes en el SEM
   1. Proceso de formación de imágenes
   2. detectores
   3. Contraste
4. Procedimientos de imágenes en el SEM
5. Microanálisis

a) Detectores de Espectroscopia por Dispersión de Energía de Rayos X (EDS), Espectroscopia por Dispersión de Longitud de Onda (WDS) y Fluorescencia de Rayos X

b) Análisis cualitativo

c) Análisis cuantitativo

7.- Preparación de muestras

III.- MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN CONVENCIONAL

(CTEM)

1. Diseño de un TEM

a) Sistema Óptico

b) Sistema de iluminación

c) Sistema de detección

2. Difracción electrónica

a) Estructura cristalina

b) Red recíproca

c) Índices de Miller

d) Factor de estructura

e) Condiciones de Von Laue

f) Esfera de Ewald

g) Indexación de patrones de difracción electrónica.

3. Interpretación de las imágenes de TEM

a) teoría cinemática

b) teoría dinámica

c) Contrastes frecuentes observados

d) Imagen de campo claro y campo obscuro

4. Microanálisis por EDS

5. Microanálisis por Espectroscopia por Pérdida de Energía de Electrones (EELS).

IV MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE ALTA RESOLUCIÓN (HRTEM)

1. Requerimientos instrumentos para HRTEM.

1. Filamentos
2. Aberraciones
3. Voltaje
4. Vibración
5. Tipos de muestra
6. Contaminación
7. Obtención de imágenes
8. Función de transferencia de contraste.

2. Imágenes de muestras periódicas

3. Imágenes de muestras no periódicas

4. Simulación de Imágenes

5. Preparación de muestras para el TEM

1. Rejillas para TEM y su preparación
2. Preparación de polvos
3. Decapado Iónico (“Ion Milling”)
4. Microtomía
5. Trípode
6. Electropulido

V.- TÉCNICAS DE TEM DE RELEVANCIA ACTUAL

1.- Campo Obscuro con Detector Anular a Gran Angulo (HAADF ó contraste Z)

2.- Microscopía Electrónica de Barrido-Transmisión (STEM)

a) Alta resolución en STEM

REFERENCIAS

1.- David B. Williams and C. Barry Carter (2004) Transmission electron Microscopy: A Textbook for Materials Science, Plenum Press, New York.

2.- J.W. Edington (1976) Practical Electron Microscopy Materials Science.

3.- P.J. Goodhew and F.J. Humphreys, 1988, Electron Microscopy and Analysis, Edit. Taylor & Francís, London.

4.-.M. Von Heimendahl, 1980,.Electron Microscopy of Materials, Academic Press, New York.

5.- .J. A. Belk, 1979, Electron Microscopy and Microanalysis of Crystalline Materials, Applied Science Publishers LTD, London.

6.-P.B.Hirsh, A.Howie, R.B. Nicholson, D.W Pashley and M.J.Whelan, 1969, Electron Microscopy of Thin Crystals, Butterworths, London.

7.. G. Thomas and M.J. Goringe, 1979, Transmision Electron Microscopy of Materials, John Wíley & Sons, New York.

8.- Díaz Gabriela, Arenas-Alatorre Jesús (2003), Capítulo 17, Vol. 2b del libro: Electroquímica y Electrocatálisis, Editado por Nicolas Alonso Vante: “Microscopía Electrónica de Barrido y Técnicas Analíticas Asociadas para la Caracterización de Electrocatalizadores y Superficies de Electrodos".Editorial e-libro.net., Buenos Aires Argentina.

9.- Goldstein J.I., Newbury D.E, Chelín O., Loy D.C., Fiori Ch. Lifshin E. (1981). “Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis”. Plenum Press, Neew York London.