Técnicas Microscópicas de Caracterización

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Introduction

### Course Review: Técnicas Microscópicas de Caracterización **Course Title:** Técnicas Microscópicas de Caracterización **Platform:** Coursera **Duration:** 5 Weeks (3 hours per week) **Certification:** Yes (requires an 80% score on quizzes) #### Overview Delving into the microscopic world can reveal intricacies far beyond our everyday experiences. The "Técnicas Microscópicas de Caracterización" course expertly guides learners through various microscopic techniques, crucial for understanding atomic structures and biological frameworks, as well as the materials around us. This course is not just an academic endeavor; it opens the door to groundbreaking applications in nanoscience and nanotechnology, making it essential for anyone interested in biomedical advancements, computing, and telecommunications. #### Course Content and Syllabus The course spans five comprehensive modules, each dedicated to different microscopy techniques: 1. **Módulo 1: Microscopía Electrónica de Barrido (SEM)** In this module, you'll explore the fundamental structure and operation of Scanning Electron Microscopes (SEM). The section emphasizes how electron beams interact with samples to yield high-resolution morphological, topographical, and compositional data, highlighting its myriad of applications in scientific and industrial realms. 2. **Módulo 2: Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM)** Here, you'll learn about Transmission Electron Microscopes (TEM). Unlike SEM, which captures images using secondary electrons, TEM allows for imaging based on electrons that pass through the sample. This module covers the essential operational modes that enable atomic resolution imaging and electron diffraction, which provide vital insights into material crystalline structures. 3. **Módulo 3: Microscopía Electrónica de Transmisión de Barrido (STEM)** This module combines elements of both SEM and TEM, introducing the Scanning Transmission Electron Microscope (STEM). You will discover how convergence and beam scanning convey detailed information about the sample's atomic number contrast and composition through quasi-elastic and inelastic electron interactions. 4. **Módulo 4: Microscopía de Fuerzas Atómicas (AFM)** Focusing on Atomic Force Microscopy (AFM), this module highlights its pivotal role in the development of nanotechnology. AFM is lauded for its capability to quickly and nondestructively measure nanostructures. You will gain foundational knowledge for practical AFM usage—a necessity for aspiring nanotechnologists. 5. **Módulo 5: Microscopía Óptica Avanzada (MOA)** The final module discusses the advancements in optical microscopy, particularly emphasizing Confocal Microscopes. You'll be introduced to the workings of this technology, which excels in topographic surface measurement across varied textures through methodical vertical scanning. #### Learning Experience This course is structured to accommodate learners at different levels, from beginners to advanced professionals seeking to enhance their understanding of microscopy. The content is well-organized, with clear lectures, visual aids, and practical guidance. Quizzes after each module reinforce learning and ensure retention of complex concepts. #### Recommendations - **Who Should Take This Course?** This course is ideal for students and professionals in fields such as physics, biology, materials science, and engineering. It also caters to those looking to bridge the gap between theory and practical applications in nanotechnology. - **What You'll Gain:** By completing this course, you'll not only earn a certificate but also acquire valuable skills that can be applied in various scientific and industrial contexts. Each module provides essential knowledge that can assist in research or practical applications. #### Final Thoughts The "Técnicas Microscópicas de Caracterización" course on Coursera is a remarkable opportunity for those eager to explore the dynamic science of microscopy. With a robust curriculum and hands-on learning approach, it empowers students to deepen their analytical skills and expand their understanding of materials at the atomic scale. I recommend this course to anyone interested in pushing the boundaries of science and innovation through microscopy. Sign up now and get ready to embark on a fascinating journey into the microscopic realm!

Syllabus

INTRODUCCIÓN AL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

Te damos la bienvenida al curso de microscopia para la caracterización, en este curso el estudiante aprenderá las partes esenciales y el funcionamiento de los diversos microscopios y técnicas de medida relacionadas, así como las diversas aplicaciones. El curso está diseñado para desarrollarse a lo largo de 5 semanas, con una dedicación de 3 horas semana. Al finalizar cada módulo el alumno encontrará un cuestionario el cual deberá aprobar con un 80% de puntuación para la obtención de un certificado de aprovechamiento.

En este módulo se pretende mostrar la estructura y los principios básicos de funcionamiento del Microscopio Electrónico de Barrido (MEB o SEM en su acrónimo en inglés). Veremos qué tipo de fenómenos se producen dentro del microscopio al interaccionar el haz de electrones con la muestra y de qué manera se aprovechan las diferentes señales generadas para proporcionar, con gran resolución, información morfológica, topográfica y de composición, siendo muy útil para una gran variedad de aplicaciones científicas y industriales.

En este módulo se presenta la configuración de un microscopio electrónico de transmisión (TEM). Mientras en un microscopio SEM, las imágenes se forman con electrones secundarios arrancados de la muestra, o con electrones del haz primario que han sido retrodispersados al interaccionar fuertemente con los átomos del material, en un TEM las imágenes se forman con los electrones que han atravesado la muestra. Veremos los modos más fundamentales de operación para obtener una imagen ampliada de la muestra, incluso con resolución atómica, o para obtener diagramas de difracción de electrones que contienen información sobre la estructura cristalina de los materiales observados.

En este módulo presentamos el microscopio electrónico de transmisión y los modos de operación básicos con haz paralelo para obtener imágenes y patrones de difracción de electrones. En este tercer módulo, se presenta la posibilidad de trabajar con un haz convergente y de pequeño tamaño, que además barre la superficie de la muestra por la acción de bobinas electromagnéticas deflectoras, dando lugar al llamado modo de barrido – transmisión (STEM). La señal de interés en este caso, proviene de la interacción quasi-elástica de los electrones con los núcleos de los átomos de la muestra para obtener imágenes cuyo contraste depende del número atómico de los mismos, o bien de la interacción inelástica con la nube electrónica de los átomos de la muestra, para medir la pérdida de energía que ha sufrido el haz de electrones primario y extraer información sobre la composición del material y el estado de oxidación de los elementos que lo componen.

En este módulo analizamos el Microscopio de Fuerzas Atómicas que significó un hito a principios de los 80 para la evolución y consolidación de la nanotecnología ya que permite la medida de todo tipo de nanoestructuras de una forma rápida, sencilla y no destructiva. Durante el curso veremos su esquema y funcionamiento y podremos comprobar su gran potencialidad y alta versatilidad. El objetivo principal del curso es dar las herramientas básicas para la utilización práctica de un AFM de manera autosuficiente.

En este módulo hablamos del gran avance que la Microscopía óptica ha experimentado en los últimos, consolidado con los nuevos equipos de Microscopía Óptica Avanzada que ya son capaces de trabajar en la nanoescala. Uno de estos equipos es el microscopio Confocal, el cual será presentado y explicado durante el curso para saber su esquema, composición, funcionamiento y posibles opciones de uso. La microscopía confocal permite la medición topográfica de superficies con una amplia gama de texturas (desde superficies muy rugosas a superficies muy lisas) mediante el escaneo en pasos de la muestra verticalmente.