Inicialmente, el uso del microscopio de iones de campo, son usados para estudios de los átomos y de sus comportamientos externos. Es representado como una herramienta dentro de los laboratorios, que se encarga de analizar las superficies de los materiales, con el fin de obtener un amplio panorama de las estructuras atómicas, y poder visualizar átomos individuales. Entre sus funciones, está poder mostrar la organización de átomos, los cuales se conforman sobre la superficie una punta metálica establecida para tal función. Y gracias a un campo magnético, desarrollado por ciertos elementos químicos como el neón.
Por tal motivo, la microscopía de iones en campo, se desarrolló la tomografía de sonda atómica. Es una técnica más avanzada, la cual puede percibir la estructura atómica tridimensional, e identificar a qué elemento químico pertenecen los átomos de las muestras.
Estructuras del Microscopio de Iones de Campo
Posee en la parte superior un tubo llamado bomba, luego, le siguen dos tubos de wolframio, en la parte exterior, a pocos centímetros de la bomba, posee una Junta de Indio. Dentro del microscopio, hay una cámara donde se almacena nitrógeno sólido, y dos cámaras más pequeñas a los costados que contienen nitrógeno líquido. Debajo de la cámara del nitrógeno sólido, tiene un filamento de wolframio, compuesto por una probeta. Tanto la cámara, el filamento y la probeta, se encuentran rodeados por un cilindro de cobre.
En la parte baja, en un extremo, posee un conducto dirigido a una bomba de vacío, y al extremo contrario tiene un conducto que lleva al sifón de purificación y a la botella de helio. En la cubierta inferior, donde casi finaliza este microscopio, hay una pantalla fluorescente, sostenido por una junta de indio, que permite tener la imagen de los átomos individuales.
Desarrollo del Microscopio de Iones de Campo
Este microscopio posee grandes dimensiones por la cantidad de piezas, y por los procesos que lleva a cabo. Este aparato funciona de la siguiente forma:
Primeramente, se coloca una aguja de metal de punta afilada en una cámara de ultra alto vacío, luego, esta cámara se llena con helio o neón, que sirven como un gas que permite la visualización. Seguidamente, la aguja debe ser enfriada hasta que logre llegar a temperaturas criogénicas, es decir, a menos de 100 grados centígrados. Posteriormente, se aplican entre 5000 y 10000 voltios de voltaje positivo en la punta de la aguja. Los átomos de gas que son asumidos por la aguja, para a ionizarse por electrones que hacen un efecto de túnel, gracias al campo eléctrico que se produce en el momento, a muy poca distancia de ellos.
La desviación de la superficie que se encuentra cerca de la punta de la aguja metálica, provoca una magnetización natural, y ocurre lo que se conoce como un efecto de proyección de punto, donde los iones son resistidos bruscamente, proyectándose hacia un área perpendicular de la superficie, también conocido como proyección de punto.
Aplicaciones de Uso del Microscopio de Iones de Campo
Este microscopio, es usado para examinar la conducta de las superficies, y de los átomos que viven en ella. Se usa comúnmente, para indagar sobre planos compuestos de cristales, para asimilar sus dinámicas e interacciones con otros elementos.
También, se aplica para experimentar sobre fenómenos de adhesión que ocurren cuando iones, átomos, gases, moléculas, elementos líquidos o sólidos, son estancados en una superficie; provocando efectos de desorción, proceso mediante el cual, resulta contrario y las agrupaciones de difusión superficial de adatoms, que son átomos ocupando un espacio en superficies de cristal, y las interacciones de los adatoms, hacia el equilibrio entre átomos sobre una superficie, entre otras.
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