Se analizan materiales utilizando diversas espectroscopías de electrones. Por ejemplo, a través de XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) o AES (Auger Electron Spectroscopy) se pueden identificar los elementos químicos presentes en la región analizada y determinar sus concentraciones relativas. La característica importante es que debido al corto camino libre medio de los electrones en la materia condensada la profundidad analizada es de solo 10-20 Angstroms. El análisis abarca por lo tanto solo las últimas capas de sólido.

Tanto XPS como AES se pueden combinar con bombardeo con Ar para producir erosión y determinar así perfiles de la concentración en profundidad de cada elemento. Esto último se puede realizar hasta profundidades del orden del micrón. Adicionalmente, mediante XPS se puede determinar tambien el estado de oxidación de cada elemento, y por supuesto analizar su variación en profundidad si fuera de interés.

Con ambas técnicas se detectan todos los elementos de la tabla periódica, excepto H y He, y esto se realiza con sensibilidad que es razonablemente homogénea para todos los elementos (es decir que no hay efectos marcados de masa o de número atómico).

Otras técnicas disponibles son SIMS (Secondary-Ion Mass Spectrometry) y LEED (Low-Energy Electron Diffraction). La primera amplía las posibilidades de detección de elementos ya que tiene mayor sensibilidad que XPS y AES y detecta sin problemas H y He, pero en contraposición resulta más difícil de cuantificar (i.e. transformar intensidad de la señal en concentración superficial del elemento). La segunda permite determinar el orden periódico paralelo a la superficie en muestras en que tal orden existe.

Todas las técnicas operan en condiciones de ultra alto vacío (10-9 Torr o menor), pero esto no es un problema porque el equipo posee un sistema para el ingreso rápido de muestras desde presión atmosférica.

Las muestras tienen que tener dimensiones laterales de algunos mm y espesor suficiente como para que tengan estabilidad mecánica, o de lo contrario tiene que estar soportadas sobre un sustrato. También se pueden analizar polvos, en cuyo caso la cantidad necesaria debe estimarse como para que se pueda cubrir un área del orden de algunos mm2. No se pueden analizar muestras que se descompongan en vacío (ej. bronces, plásticos, etc.)

Se analizan materiales utilizando diversas espectroscopías de electrones. Por ejemplo, a través de XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) o AES (Auger Electron Spectroscopy) se pueden identificar los elementos químicos presentes en la región analizada y determinar sus concentraciones relativas. La característica importante es que debido al corto camino libre medio de los electrones en la materia condensada la profundidad analizada es de solo 10-20 Angstroms. El análisis abarca por lo tanto solo las últimas capas de sólido.

Tanto XPS como AES se pueden combinar con bombardeo con Ar para producir erosión y determinar así perfiles de la concentración en profundidad de cada elemento. Esto último se puede realizar hasta profundidades del orden del micrón. Adicionalmente, mediante XPS se puede determinar tambien el estado de oxidación de cada elemento, y por supuesto analizar su variación en profundidad si fuera de interés.

Con ambas técnicas se detectan todos los elementos de la tabla periódica, excepto H y He, y esto se realiza con sensibilidad que es razonablemente homogénea para todos los elementos (es decir que no hay efectos marcados de masa o de número atómico).

Otras técnicas disponibles son SIMS (Secondary-Ion Mass Spectrometry) y LEED (Low-Energy Electron Diffraction). La primera amplía las posibilidades de detección de elementos ya que tiene mayor sensibilidad que XPS y AES y detecta sin problemas H y He, pero en contraposición resulta más difícil de cuantificar (i.e. transformar intensidad de la señal en concentración superficial del elemento). La segunda permite determinar el orden periódico paralelo a la superficie en muestras en que tal orden existe.

Todas las técnicas operan en condiciones de ultra alto vacío (10-9 Torr o menor), pero esto no es un problema porque el equipo posee un sistema para el ingreso rápido de muestras desde presión atmosférica.

Las muestras tienen que tener dimensiones laterales de algunos mm y espesor suficiente como para que tengan estabilidad mecánica, o de lo contrario tiene que estar soportadas sobre un sustrato. También se pueden analizar polvos, en cuyo caso la cantidad necesaria debe estimarse como para que se pueda cubrir un área del orden de algunos mm2. No se pueden analizar muestras que se descompongan en vacío (ej. bronces, plásticos, etc.)

Es inminente la incorporación a este equipo de un espectrómetro que permitirá realizar espectroscopía de pérdida de energía (EELS), brindando información composicional y del estado de oxidación de los elementos que componen el material, y microscopía filtrada en energía (EFTEM). Asimismo permitirá obtener mapeos de composición con alta capacidad de detección para elementos livianos.

Este equipo cuenta con un analizador de impedancias (Agilent 4294A), un crióstato y un horno, que permiten caracterizar la impedancia de una muestra macroscópica en función de la temperatura ( entre 100 K y 1000 K ) y la frecuencia ( entre 40 Hz y 110 MHz).

Además de realizar excursiones en frecuencia, se pueden hacer en "amplitud de la excitación" (entre 5 mVrms y 1 Vrms) y "tensión/corriente de bias" (de 0 a 40V y 0 a 100 mA).

Para medir a baja temperatura (100 K - 320 K), cuenta con un controlador de temperatura LakeShore DRC-91CA y un cabezal criogénico que se introduce en un termo que se llena con nitrógeno líquido. En el rango de las altas temperaturas (300 K - 1000 K) se introduce la muestra en una mufla que posee un controlador Delta DTB4848 y la medición de temperatura sobre la muestra se realiza con una termocupla tipo R/S y un medidor modelo Omega CN3201.

Este equipo cuenta con un analizador de impedancias (Agilent 4294A), un crióstato y un horno, que permiten caracterizar la impedancia de una muestra macroscópica en función de la temperatura ( entre 100 K y 1000 K ) y la frecuencia ( entre 40 Hz y 110 MHz).

Además de realizar excursiones en frecuencia, se pueden hacer en "amplitud de la excitación" (entre 5 mVrms y 1 Vrms) y "tensión/corriente de bias" (de 0 a 40V y 0 a 100 mA).

Para medir a baja temperatura (100 K - 320 K), cuenta con un controlador de temperatura LakeShore DRC-91CA y un cabezal criogénico que se introduce en un termo que se llena con nitrógeno líquido. En el rango de las altas temperaturas (300 K - 1000 K) se introduce la muestra en una mufla que posee un controlador Delta DTB4848 y la medición de temperatura sobre la muestra se realiza con una termocupla tipo R/S y un medidor modelo Omega CN3201.

En el Laboratorio de Resonancias Magnéticas del Centro Atómico Bariloche se dispone de un Espectrómetro Bruker modelo ESP 300. Este equipo permite medir el espectro de resonancia electrónica de un sistema de espines (ESR por sus siglas en inglés), el cual corresponde a la absorción de energía del campo de microondas incidente cuando se sintoniza la frecuencia de radiación de la microonda con la frecuencia natural del sistema.

El Laboratorio de Espectroscopia Mössbauer, emplazado en el Centro Atómico Constituyentes (GIyA), posee dos espectrómetros con sendas fuentes de Co57. Uno de ellos opera a temperatura ambiente y el otro cuenta con un criostato de ciclo cerrado de Helio que permite realizar ensayos a baja temperatura (hasta 20 K).

Función: Nuestro trabajo apunta a realizar un aporte al conocimiento de las propiedades hiperfinas en materiales que contienen hierro (Fe), buscando relacionarlas entre sí y con las respectivas propiedades estructurales. Mediante el comportamiento de los parámetros hiperfinos medibles (provenientes de las interacciones electromagnéticas entre el núcleo de Fe y los átomos vecinos), la técnica brinda información sobre los distintos entornos del núcleo y sus variaciones.

Posibilidades: Determinación del estado del hierro, estudio hiperfino de propiedades químicas, estructurales y magnéticas de materiales con contenido de hierro (aún en escasa cantidad). Aplicación de la técnica en las más variadas ramas del quehacer científico y tecnológico: metalurgia, cerámicos, petróleo, catálisis, corrosión, semiconductores, contaminación ambiental, difusión, minería, etc. En el caso particular de sistemas nanoestructurados, posibilita dilucidar los detalles de la dinámica de espín.

Líneas de trabajo actual (entre otras):

  • Estudio de productos de corrosión en análogos arqueológicos
  • Estudio de aceros de uso potencial en reactores nucleares de Generación IV
  • Análisis de fases en mezclas óxido-metal obtenidas por molienda de alta energía
  • Estudio de nanopartículas de Fe y de óxidos de Fe para saneamiento de aguas
  • Estudio de propiedades magnéticas hiperfinas en nanopartículas amorfas
  • Caracterización hiperfina de óxidos para espintrónica

Servicios para la industria: Servicios y asesoramiento a empresas. Entre nuestros clientes se encuentran SIDERAR, SABINUR SACIFIA, DAYSO Corp.

Este laboratorio posee 4 cámaras de vacío, tres de las cuales están conectadas al acelerador de iones “Kevatrito” que trabaja de 2 a 100 keV.

Una de las cámaras conectada al acelerador trabaja en condiciones de alto vacío (10-8 Torr) y se la utiliza para hacer irradiaciones de manera controlada en superficies de materiales. El tamaño de las muestras puede ser desde unos pocos milímetros hasta 1 cm2. Los iones que se emplean son típicamente de gasas nobles con densidades de corrientes de 1 pA/mm2 a 10 nA/mm2.

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