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■■ ■ Novedades científicas

Comencemos por el principio y por partes metros (la resolución del microscopio óptico es de
Hemos mencionado que el proceso de irradia- hasta 200 nm).
ción iónica conduce a la formación de nanopatro- Por su parte, en el microscopio de fuerza atómi-
nes superficiales; por tanto, para comprender este ca, la superficie no se barre con un haz de luz o de
fenómeno es importante platicar un poco en qué electrones, sino con una sonda en forma de punta
consiste este proceso. La irradiación iónica de una que se pone en contacto con ella. Durante el barrido
superficie –que puede ser metálica, un cristal, un aparecen fuerzas (electrostáticas, químicas, de ten-
vidrio, etc.– consiste esencialmente en hacer inci- sión superficial, etc.) entre los átomos de la sonda y
dir sobre ella iones de cierto elemento químico los de la superficie, que son medidas por un sistema
(como oro, cobre, xenón, argón, etc.) y con de- que combina un láser y un detector tipo fotodiodo.
terminada energía (específicamente cinética, que El detector fotodiodo convierte la medición de estas
es la energía que tiene un cuerpo en virtud de su fuerzas en una señal eléctrica, la cual es procesada
movimiento). En la mayoría de los casos, los iones por una computadora para reconstruir la topografía
energéticos son producidos por máquinas bastante de la superficie a escala nanométrica. A diferencia
complejas llamadas aceleradores, que, en esencia,
utilizan la carga eléctrica de los iones para acele-
rarlos; es decir, para darles energía de tipo cinética.
Normalmente, la energía alcanzada por los iones es
de unos pocos hasta millones de electronvoltios. El Recuadro 1.
Electronvoltio (eV) electronvoltio (eV) es una unidad de energía usada
Energía que adquiere un en física de partículas. En la escala macroscópica, l Peletrón es un equipo con el que se pue-
electrón al ser acelerado 1 eV es una cantidad de energía extremadamente Eden acelerar iones de prácticamente cual-
por una diferencia de po- quier elemento de la tabla periódica a energías
tencial igual a 1 V. Para pequeña. Por su parte, en el Recuadro 1 se explica mayores a los 2 MeV (dos millones de eV). En
tener una referencia de un poco más a fondo sobre el funcionamiento de un
su valor, nótese que la tipo particular de acelerador conocido con el nom- este acelerador, en particular, los iones se ob-
energía que se libera al tienen a partir de la erosión iónica de un sólido
caer una moneda de bre de Peletrón. compuesto del elemento que se quiere trabajar.
2 g desde una altura Después de la irradiación iónica, para poder ver Después de su producción, los iones (que son
de 1 cm es del orden de los nanopatrones formados en la superficie, no bas- negativos al hacerlos interactuar con un vapor
10 (1 seguido de de cesio) se encaminan al acelerador mediante
15
15 ceros) eV. ta con un microscopio óptico, sino que es necesario un electroimán inyector y son acelerados una
usar otro tipo de microscopios más potentes, entre primera vez en el centro del acelerador por un
Microscopios no ellos el microscopio electrónico de barrido y de alto voltaje. En el acelerador Peletrón, este alto
ópticos fuerza atómica. En un microscopio electrónico de voltaje es producido por el transporte de car-
Instrumentos que, barrido, la superficie se ilumina o barre no con luz ga eléctrica desde una terminal positiva hacia
a diferencia de los
microscopios ópticos visible, como en el microscopio óptico, sino con un el centro del acelerador mediante cadenas de
convencionales, no haz compuesto de electrones energéticos. Cuando metal y plástico. Además de ser acelerados en
utilizan luz visible los electrones barren la superficie, algunos rebotan el centro del acelerador, los iones interactúan
ni lentes de cristal con una nube de nitrógeno que arranca elec-
para formar imágenes desde ella, perdiendo energía durante el proceso. La trones de los iones, convirtiéndolos en iones
amplificadas de un información de este cambio de energía, el número positivos. Gracias a este intercambio de carga
objeto; en su lugar, de electrones rebotados y su posición son datos re- negativa a positiva, los iones son ahora empu-
emplean haces de
electrones o sondas con copilados por un detector dentro del microscopio jados por el alto voltaje, dándoles una segunda
formas de punta para que se envían a una computadora para formar una aceleración y aumentando su energía hasta al-
alcanzar resoluciones imagen bidimensional de la superficie. Debido al canzar la deseada. Finalmente, los iones son
de hasta unos pocos dirigidos hacia la superficie a irradiar mediante
nanómetros. tamaño muy pequeño de los electrones (del orden el uso de electroimanes selectores de masa,
atómico), las imágenes obtenidas por este micros- carga y energía iónica.
copio alcanzan una resolución de entre 2-20 nanó-

76 ciencia ♦ volumen 77 número 2 ♦ abril-junio de 2026