MIT.nano ha incorporado un nuevo instrumento de difracción de rayos X (XRD) que mejora la capacidad de los usuarios para analizar materiales a nivel nanoscópico. Este sistema Bruker D8 Discover Plus destaca por su fuente de rayos X de microfoco de cobre de alta brillantez, ideal para medir áreas pequeñas de muestras de películas delgadas utilizando un detector de gran área.
El nuevo sistema se encuentra en la instalación experimental compartida de difracción de rayos X e imagen de Characterization.nano. Aquí, los investigadores pueden examinar superficies, capas y estructuras internas sin dañar el material, creando imágenes 3D detalladas para mapear la composición y organización. La información obtenida apoya la investigación de materiales para aplicaciones que van desde la electrónica y el almacenamiento de energía hasta la atención médica y la nanotecnología.
Características del nuevo sistema
“El instrumento Bruker es una adición importante a MIT.nano que ayudará a los investigadores a obtener información sobre la estructura y propiedades de sus materiales de manera eficiente”, afirma Charlie Settens, especialista en investigación y gerente de operaciones de la instalación SEF de difracción de rayos X e imagen. “Aporta capacidades de difracción de alto rendimiento a nuestro laboratorio, apoyando desde la identificación de fases rutinarias hasta análisis complejos de microestructura de películas delgadas y estudios a alta temperatura.”
¿Qué es la difracción de rayos X?
La difracción de rayos X revela la estructura cristalina de los materiales mediante la medición de los patrones de interferencia que se forman cuando los rayos X interactúan con planos atómicos. Estos patrones proporcionan información detallada sobre la fase cristalina de un material, el tamaño de grano, la orientación del grano y otros propiedades estructurales.
Aplicaciones de la difracción de rayos X
XRD es esencial en diversos campos. Los ingenieros civiles la utilizan para analizar los componentes de mezclas de concreto y monitorear cambios en el material con el tiempo. Los científicos de materiales diseñan nuevas microestructuras y rastrean cómo cambian las disposiciones atómicas con diferentes combinaciones de elementos. Los ingenieros eléctricos estudian la deposición de películas delgadas cristalinas en sustratos, crucial para la fabricación de semiconductores. El nuevo difractómetro de rayos X de MIT.nano apoyará todas estas aplicaciones y más.
“La adición de otro XRD de alta resolución facilitará el acceso a estas herramientas muy solicitadas”, comenta Fred Tutt, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencia y Ingeniería de Materiales de MIT. “La amplia variedad de opciones en el nuevo Bruker también facilitará que yo y mis compañeros de grupo realicemos algunas de las mediciones más atípicas que no son fácilmente accesibles con las herramientas XRD actuales.”
Mejoras y capacidades
El Bruker D8 Discover Plus reemplaza dos sistemas más antiguos, introduciendo lo último en tecnología de difracción de rayos X en MIT.nano. Una característica clave es su fuente de rayos X de microfoco, capaz de producir rayos X intensos desde un tamaño de punto pequeño, que varía desde 2 mm hasta 200 micrones.
“Es invaluable tener la flexibilidad para medir regiones distintas de una muestra con alta fluencia y resolución espacial fina”, señala Jordan Cox, especialista en investigación de MIT.nano. Otro aspecto destacado es la XRD en plano, una técnica que permite estudios de difracción en superficie de películas delgadas con orientaciones de grano no uniformes.
“La XRD en plano se complementa bien con muchos proyectos de películas delgadas que comienzan en la sala limpia”, explica Settens. Después de que los investigadores depositan recubrimientos de películas delgadas, pueden medir selectivamente los primeros 100 nanómetros de la superficie.
Además de recopilar patrones de difracción, el nuevo sistema incluye un potente conjunto de software para análisis avanzado de datos. Cox y Settens están capacitando a los usuarios sobre cómo operar el difractómetro y cómo analizar e interpretar los valiosos datos estructurales que proporciona.
Visita Characterization.nano para más información sobre esta y otras herramientas.
