Microscopio de efecto túnel - Descubriendo la Física
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Microscopio de efecto túnel

De Descubriendo la Física

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El Microscopio de efecto túnel fue inventado por Binning y Rohrer en 1981, quienes fueron galardonados con el Premio Nóbel en 1986. Este microscopio es capaz de revelar la estructura atómica de las partículas con un detalle sin precedentes. Por ejemplo, la imagen nos muestra un arreglo de átomos de carbono.

Atomos de Carbono

Emplea una técnica conocida como barrido túnel que se basa en un fenómeno de orígen puramente cuántico: el efecto túnel. El microscopio posee una punta que se acerca a la superficie realizando un barrido durante el cual captura los electrones que escapan del material analizado por efecto túnel. La corriente de electrones generada permite reconstruir una imagen en tres dimensiones de la estructura atómica de la materia, con una resolución tal que cada átomo se puede distinguir de otro, e incluso se pueden obtener una imagen de átomos y moléculas en movimiento. Estos microscopios también han sido utilizados para modificar la composición molecular de las sustancias. Constituyen actualmente un instrumento fundamental en el área de la nanotecnología


Atomos de Germanio
Mirando como se mueven los átomos

En cada uno de los paneles de la figura de la izquierda, obtenida por medio de un microscopio de efecto túnel, se pueden ver los cambios que ocurren en una superficie de Germanio de la cual se ha removido un único átomo. En la primera fila, en el panel correspondiente al instante inicial (t=0 seg.) se ha iniciado el proceso removiendo un átomo y dejando un lugar vacante. En la figura siguiente correspondiente al tiempo t=46 seg. se ve como esta vacante ha sido ocupada por un átomo adyacente, que deja a su vez una vacante, la cual es sucesivamente ocupada por otro átomo vecino, el cual deja a su vez otra vacante... según se aprecia en la secuencia completa de figuras para los instantes de tiempo indicados en las imágenes. Cada rectángulo mide 5,5nm x7nm. (Artículo científico publicado por P. Molinàs-Mata, A. J. Mayne, and G. Dujardin, en Phys. Rev. Lett. 80 3101 (1998))










microscopio electrónico




Microscopio electrónico

Recordemos también que las propiedades ondulatorias de los electrones permiten obtener imágenes de objetos microscópicos, consiguiendo aumentos 500 veces mayores que los mejores microscopios ópticos. Estos aumentos se obtienen debido a que la longitud de onda de los electrones es del orden de 0,004 nm por lo tanto mucho menor que la de los fotones (400-800 nm)esto permite ¨enfocar¨ objetos muy pequeños. Los electrones son acelerados por medio de un voltaje elevado y luego enfocados mediante lentes magnéticas, ya que son partículas cargadas.

La imagen es amplificada por medio de lentes magnéticas y luego se transfiere a una pantalla. La imagen original es en blanco y negro debido que no se está empleando luz visible, sino la propiedad ondulatoria de los electronesEn las figuras siguientes vemos un clip enganchado en una hoja de papel. El primer microscopio electrónico fue diseñado por Ernst Ruska y Max Knoll entre 1925 y 1930.

. clip
superficie de una semilla
fibras de un vegetal

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