FRANCISCO JAVIER BONILLA
RESPONSABLE DE PLATAFORMA
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La Plataforma de Microscopía Electrónica es el centro de caracterización microestructural de los materiales investigados en el CIC energiGUNE. En la plataforma se combinan la alta resolución espacial, la difracción de electrones y la adquisición simultánea de datos espectroscópicos para estudiar a nivel atómico los desarrollos estructurales inducidos bajo reacciones electroquímicas ex-situ, así como para orientar la síntesis de nuevos materiales para el almacenamiento de energía térmica o eléctrica.
La plataforma ofrece diferentes técnicas de medición como la microscopía electrónica de barrido (SEM) y en transmisión (TEM). Adicionalmente, cuenta con servicio de preparación de muestras que reúne equipos de pulimiento mecánico, pulimiento iónico, recubrimientos delgados de oro y carbono, y de limpieza de muestras en atmosfera de plasma Ar/O2. Entre los diferentes equipos de preparación, cabe destacar el pulidor iónico IM4000-plus para el seccionamiento de muestras y el pulimiento de superficies rugosas. Gracias a este equipo es posible obtener superficies planas y ultralisas para el estudio de propiedades en escala submicrométricas por diferentes técnicas de microscopía electrónica.
La Plataforma de Microscopía Electrónica ofrece sus servicios a diferentes grupos de investigación del CIC energiGUNE e igualmente a usuarios externos como lo son otros centros de investigación, organismos públicos o empresas privadas.
El Tecnai G2 F20 es un microscopio de transmisión (TEM) y de barrido por transmisión (STEM) de alta resolución, equipado con un cañón de emisión de campo (FEG) de 200 kV. Diseñado para ofrecer soluciones versátiles en el campo de la ciencia de materiales, combina precisión y eficiencia. Sus capacidades avanzadas de imagen TEM/STEM y espectroscopía EDX lo convierten en una herramienta esencial para llevar a cabo análisis físicos y químicos detallados.
Una de sus principales ventajas es el haz de electrones de baja dispersión energética (≤ 0.7 eV @ 200 kV), que garantiza un nivel excepcional de precisión. Este haz se complementa con la lente objetivo SuperTwin, que cuenta con un coeficiente de aberración esférica (Cs) de 1.2 mm, permitiendo la caracterización de materiales con resolución atómica. Estas características son esenciales para obtener información detallada y profunda sobre las propiedades estructurales, físicas y químicas de los materiales estudiados.
El Tecnai G2 F20 también ofrece avanzadas técnicas de difracción electrónica, proporcionando datos esenciales sobre la estructura cristalográfica, la identificación de fases y el análisis de tensiones en los materiales. Su capacidad de difracción de área seleccionada (SAED) permite estudiar estructuras cristalinas en regiones amplias, lo que resulta especialmente útil para determinar parámetros de red, identificar defectos y analizar la orientación y simetría de los cristales.
Además, el Tecnai G2 F20 desempeña un papel crucial en la investigación de materiales innovadores para el almacenamiento de energía. Es una herramienta indispensable en el desarrollo de cátodos ricos en níquel y ánodos de silicio, donde las propiedades a escala atómica son determinantes para el rendimiento.
Gracias a sus capacidades avanzadas, este microscopio permite a los investigadores:
La capacidad del Tecnai G2 F20 para revelar estos factores críticos lo posiciona como un instrumento esencial en el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía más eficientes, duraderos y de mayor capacidad. Además, su versatilidad lo convierte en una herramienta valiosa para otros campos de la ciencia de materiales, impulsando avances tecnológicos de gran impacto.
El Quanta 200 FEG SEM es un microscopio electrónico de barrido (SEM) equipado con un cañón de emisión de campo (FEG) que combina alto rendimiento y versatilidad, posicionándose como una herramienta clave en la investigación científica y el análisis avanzado de materiales. Gracias a su capacidad para alcanzar una resolución nanométrica, este equipo es ideal para examinar detalles superficiales y estructurales con una precisión excepcional.
El sistema permite operar en tres modos distintos: alto vacío, bajo vacío y modo ambiental (ESEM). Esto lo hace adecuado para analizar tanto materiales conductores como no conductores, eliminando la necesidad de aplicar recubrimientos adicionales. Además, el diseño del Quanta 200 FEG SEM está optimizado para trabajar con muestras sensibles que podrían verse afectadas por factores externos como la humedad o la exposición a gases. Su capacidad para analizar materiales húmedos, hidratados o volátiles lo convierte en una herramienta versátil para abordar muestras que presentan desafíos únicos.
Equipado con sistemas avanzados de detección, este SEM incluye detectores de electrones secundarios (SE) y electrones retrodispersados (BSE), así como opciones adicionales como la espectroscopía de rayos X por dispersión de energía (EDS), que permite realizar análisis químicos elementales detallados. Estas funcionalidades amplían considerablemente las aplicaciones del sistema, ofreciendo una solución completa para la caracterización de materiales.
En el ámbito del almacenamiento de energía, el Quanta 200 FEG SEM desempeña un papel esencial en el desarrollo de materiales como electrodos y electrolitos utilizados en baterías de última generación y supercondensadores. Su capacidad para analizar parámetros clave como la morfología superficial, el tamaño de las partículas y la porosidad resulta crucial para comprender los mecanismos de transporte iónico y almacenamiento de carga. Además, este sistema es capaz de detectar y caracterizar defectos estructurales, fenómenos de degradación e interfaces de materiales a escala nanométrica, contribuyendo significativamente al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía más eficientes, duraderos y con mayor capacidad.
Gracias a todas estas características, el Quanta 200 FEG SEM se ha convertido en una herramienta imprescindible en disciplinas como la nanotecnología, la biología, la ciencia de materiales, la metalurgia y la geología. Su combinación de alta resolución, flexibilidad operativa y capacidad para adaptarse a diferentes tipos de muestras lo consolida como un equipo fundamental tanto para la investigación avanzada como para aplicaciones industriales complejas.
El IM4000plus es un sistema de pulido iónico de vanguardia diseñado para optimizar la preparación de muestras en microscopía electrónica, convirtiéndose en una herramienta fundamental para la investigación en ciencia de materiales y el análisis estructural. Este equipo permite obtener superficies de alta calidad, eliminar artefactos y realizar cortes transversales precisos en una amplia variedad de materiales, todo mientras preserva la integridad de muestras delicadas.
Una de las características más destacadas del IM4000plus es su sistema criogénico, que permite trabajar con muestras sensibles a la temperatura manteniéndolas a bajas temperaturas durante el proceso de pulido. Este sistema minimiza los daños estructurales causados por los iones acelerados y reduce la aparición de artefactos, asegurando resultados consistentes incluso en materiales delicados. Además, el equipo incorpora un sistema de transferencia de muestras sensibles, diseñado para proteger los materiales de la exposición a la humedad, la oxidación u otras condiciones ambientales adversas durante su transporte. Esto garantiza que las muestras lleguen en perfecto estado para su análisis.
El IM4000plus utiliza un haz de iones enfocado que permite eliminar capas superficiales con gran precisión, logrando acabados suaves y sin daños, ideales para estudios microscópicos detallados. Además, es compatible con materiales muy variados, incluidos metales, cerámicas, polímeros y compuestos, lo que amplía considerablemente sus aplicaciones tanto en investigación como en la industria.
La combinación del IM4000plus con un microscopio electrónico de barrido (SEM) permite la preparación de secciones transversales precisas y superficies altamente pulidas. Esta integración facilita el análisis de interfaces materiales, defectos estructurales y detalles nanométricos, ofreciendo resultados óptimos y ampliando las capacidades de caracterización avanzada de materiales.
En el campo del almacenamiento de energía, el IM4000plus desempeña un papel crucial en el estudio de electrodos y electrolitos. Al garantizar cortes precisos y acabados impecables, permite analizar propiedades clave como el transporte de iones, la capacidad de carga y la estabilidad estructural de los sistemas de almacenamiento. Esto convierte al IM4000plus en un aliado indispensable para avanzar en el desarrollo de tecnologías más eficientes y duraderas en ciencia de materiales y análisis estructural.
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