Investigadores de Universidad de Nagoya en Japón emplearon imágenes de electrones secundarios (SE) de resolución atómica para examinar la estructura atómica de la capa superior de materiales, descubriendo diferencias con las capas subyacentes. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Microscopía.
Crédito de imagen: Universidad de Nagoya
Las superficies son esenciales para muchos procesos químicos, como la corrosión y la catálisis. Los químicos e ingenieros deben comprender la estructura atómica de la superficie de un materials funcional.
La “reconstrucción de superficies” es un fenómeno en el que los átomos de la superficie están dispuestos de manera diferente a los del inside de ciertos materiales. Esto requiere métodos de examen sensibles a la superficie, especialmente a nivel atómico.
La microscopía electrónica de barrido (SEM) ha sido durante mucho tiempo una herramienta valiosa para estudiar estructuras a nanoescala. SEM funciona recolectando SE liberados de la superficie de una muestra cuando se escanea con un haz de electrones enfocado. Sin embargo, es difícil observar procesos como la reconstrucción de la superficie, ya que los SE generalmente se emiten desde una pequeña profundidad debajo de la superficie, especialmente cuando solo se trata de una capa atómica.
Para cuantificar la cantidad de información que las imágenes SE pueden extraer de las capas superficiales y subsuperficiales, el equipo de investigación de la Universidad de Nagoya utilizó el sistema más sencillo posible, un disulfuro de molibdeno de dos capas (MoS2) muestra. Utilizaron la técnica para separar la capa superficial de la segunda capa apilando dos capas de MoS₂.
Con una sensibilidad superficial muy alta, los investigadores descubrieron que las imágenes SE con resolución atómica funcionan bien para detectar configuraciones atómicas superficiales. Sus hallazgos confirmaron firmemente la sensibilidad del método, mostrando que la intensidad de las imágenes SE de la capa superficial period aproximadamente tres veces mayor que las de la segunda capa.
Las imágenes SE de resolución atómica de una muestra de MoS₂ de una sola capa mostraron hermosas formaciones en forma de panal hechas de átomos de azufre y molibdeno. Además de ser estéticamente agradables, las imágenes SE mostraron patrones superpuestos que indicaban diferentes configuraciones atómicas en la segunda capa y en la superficie.
En specific, el rendimiento de SE de la capa superficial fue aproximadamente tres veces mayor que el de la segunda capa. Este resultado sugiere que la capa superficial absorbe o dispersa los SE de la segunda capa. Esta absorción contribuye a la sensibilidad de profundidad del método..
Koh Saitoh, autor principal del estudio e investigador, Instituto de Sostenibilidad de Materiales y Sistemas, Universidad de Nagoya
El grupo tiene como objetivo utilizar imágenes SE de resolución atómica para descubrir la estructura de la superficie a nivel atómico, incluida la reconstrucción de la superficie y otras características distintivas formadas en la superficie. Comprender estos procesos es essential para common el desarrollo, la producción y las características mecánicas y eléctricas de nanomateriales.
Referencia de la revista:
Saitoh, K., et al. (2024) Sensibilidad superficial de imágenes de electrones secundarios de resolución atómica. Microscopía. doi.org/10.1093/jmicro/dfae041.
