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14 junio 2015

El hombre que consiguió que, por primera vez, pudiésemos ver átomos individuales

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A hombros de gigantes. Ciencia y tecnología :
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El 13 de junio de 1911, nacía el físico alemán Erwin Wilhelm Müller (13 de junio de 1911 – 17 de mayo de 1977).

Müller nació en Berlín, donde estudió en la Universidad Técnica bajo Gustav Hertz. Recibió su licenciatura en ingeniería en 1935 y su doctorado en 1936. Müller trabajó en el Laboratorio de Investigación de Siemens, donde se inventó el microscopio de emisión de campo en 1936 que permitió las resoluciones de 2 nanómetros.

En 1947, fue nombrado miembro del Instituto Kaiser Wilhelm de Química Física y Electroquímica (renombrado a Fritz-Haber-Institut con motivo de su incorporación a la Sociedad Max Planck en 1953) por Iwan N. Stranski. Aquí desarrolló el microscopio de iones de campo que, por su resolución de 0,25 nm, fue el primer instrumento que se utilizó para observar átomos.

En 1950, tomó un puesto de profesor en la Universidad Técnica de Berlín después de finalmente haber completado el Privatdozent requerida (habilitación). En 1951, se convirtió en profesor en la Universidad Libre de Berlín.

Müller se unió a la facultad en la Universidad Estatal de Pennsylvania en 1952, donde permaneció hasta su muerte en 1977.

La microscopía de iones en campo (FIM) es una técnica analítica empleada en ciencia de materiales. El microscopio de iones en campo es una variedad de microscopio que puede ser usado para visualizar la ordenación de los átomos que forman la superficie de la punta afilada de una aguja de metal. Fue la primera técnica con la que se consiguió resolver espacialmente átomos individuales. La técnica fue desarrollada por Erwin Müller. En 1951 se publicaron por primera vez imágenes de estructuras atómicas de tungsteno en la revista Zeitschrift für Physik.

En la FIM, se produce una aguja de metal afilada y se coloca en una cámara de ultra alto vacío, que después se llena con un gas visualizador tal como el helio o el neón. La aguja se enfría hasta alcanzar temperaturas criogénicas (20-100 K). Luego se aplica un voltaje positivo que va de 5.000 a 10.000 voltios sobre la punta. Los átomos de gas absorbidos por la punta se ven ionizados por el fuerte campo eléctrico que existe en las proximidades de ella. La curvatura de la superficie cercana a la punta provoca una magnetización natural; los iones son repelidos bruscamente en dirección perpendicular a la superficie (un efecto de "proyección de punto"). Se coloca un detector de modo que pueda recoger esos iones repelidos; y la imagen formada por todos los iones repelidos puede tener la resolución suficiente como para mostrar átomos individuales en la superficie de la punta.

Al contrario que los microscopios convencionales, donde la resolución espacial se ve limitada por la longitud de onda de las partículas empleadas en la visualización, el microscopio basado en FIM funciona por proyección y alcanza resoluciones atómicas, con una magnificación aproximada de unos pocos millones de aumentos.

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