Vuelve el TITAN3 actualizado: alcanzado las decenas de picómetros en la resolución de imagen

El microscopio electrónico TITAN3 del Laboratorio de Microscopías Avanzadas regresa a sus instalaciones tras una ambiciosa actualización tecnológica

El microscopio electrónico TITAN³, instrumento singular del LMA y de la ICTS ELECMI, regresa a su sede en el Campus Río Ebro (Edificio I+D+i) de la Universidad de Zaragoza, tras una ambiciosa actualización tecnológica que ha supuesto una inversión de 3,6 M€.

El TITAN³ del LMA alcanza ahora un nivel de precisión sobresaliente, permitiendo realizar mediciones con resoluciones de unas pocas decenas de picómetros.

La actualización del microscopio responde al creciente número de solicitudes de acceso y las demandas de sus usuarios y beneficiará múltiples disciplinas como la ciencia de materiales, química, física, biomateriales, medicina, nanociencia y nanotecnología, entre otros.

Equipado originalmente con un corrector de aberraciones, el TITAN³ incorpora ahora un segundo corrector específicamente diseñado para experimentos de microscopía electrónica de transmisión y barrido (STEM). Esta mejora permite a los usuarios del LMA realizar experimentos que combinan tanto las técnicas STEM como las TEM (por ejemplo, la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución HRTEM). Además, el LMA es pionero en el uso de espectroscopía de pérdida de energía de los electrones (EELS) monocromática, siendo uno de los laboratorios más activos en España en este ámbito. La actualización del TITAN³ con un nuevo monocromador, abre nuevas posibilidades para la investigación de las propiedades optoelectrónicas y vibracionales de nanomateriales a escala local, reforzando el liderazgo del LMA en este campo.

Tras un periodo de familiarización del personal técnico y los científicos de referencia del LMA con el Titan³ actualizado, el microscopio comenzará a dar servicio en 2025, ofreciendo acceso a través de dos modalidades: acceso abierto competitivo gratuito y acceso bajo demanda.

Detalle de los logos del Plan de Recuperación y Resiliencia, convocatoria 2021

La excelencia técnica, renovada

El plan de mejoras del TITAN³, resultado de la exitosa convocatoria de 2021 del Plan de Recuperación y Resiliencia, se enmarca en el plan estratégico y de inversiones del LMA, avalado por su comité científico externo y el Consejo de Política Científica, Tecnológica y de Innovación (CPCTI). Este ambicioso proyecto ha posibilitado la atracción de 3,6 M€, posicionando al TITAN³ como uno de los microscopios electrónicos más avanzados para la caracterización de materiales, tanto en su visualización como en su análisis químico.

Las mejoras introducidas en el TITAN³ tras esta actualización incluyen:

1. Nuevo corrector de aberraciones para la lente condensadora: mejora la estabilidad y resolución espacial en modo STEM, permitiendo alcanzar resoluciones de unas pocas decenas de picómetros a bajos voltajes de electrones, además de incorporar nuevos detectores segmentados para técnicas cuantitativas como iDPC.
2. Monocromador para optimizar la resolución en energía en técnicas espectroscópicas (<60 meV), mejorando también la resolución espacial en modo TEM.
3. Sistema espectroscópico EDS de alta prestación para análisis químicos rápidos y altamente sensibles.
4. Espectrómetro EELS con alta velocidad y resolución en energía, junto con una cámara de detección directa de electrones de alta sensibilidad para estudios dinámicos y de baja dosis electrónica.

Nuevas posibilidades para la investigación y la industria

Las ventajas de la actualización tendrán un impacto muy significativo tanto en la investigación científica desde una perspectiva académica como en el ámbito industrial, posibilitando:

• Mejoras sustanciales en la resolución espacial, capacidades analíticas y desarrollo de experimentos in-situ.
• La exploración de muestras sensibles al haz de electrones mediante el uso de bajos voltajes (incluyendo materiales carbonosos, nanoestructuras híbridas orgánicas-inorgánicas, biomateriales, etc.).
• Espectros EELS con un control optimizado de exposición y rango dinámico, lo que representa claras mejoras en la cuantificación y precisión de los resultados.
• Mayor precisión en la determinación de propiedades optoelectrónicas y vibracionales de los nanomateriales a escala local.
• Estudios en la frontera del conocimiento en los campos de la nanotecnología y los materiales avanzados en ámbitos tan diversos como la electrónica, la catálisis o la biomedicina, entre otras disciplinas, gracias al potencial de este microscopio en la caracterización de la materia a escala atómica, ahora con resoluciones de hasta unas decenas de picómetros.

El LMA: una trayectoria de éxitos

El LMA, titularidad de la Universidad de Zaragoza y vinculado al Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA, centro de excelencia Severo Ochoa, CSIC-Universidad de Zaragoza), se inauguró en 2010 con una inversión inicial de más de 18 M€. Este hito posicionó a la Universidad de Zaragoza como referente mundial de la investigación en microscopía electrónica, análisis de materiales y nanofabricación. Desde 2014, el LMA forma parte de la Infraestructura Integrada de Microscopía Electrónica de Materiales (ELECMI), Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS) del estado español, que está integrada por cuatro universidades españolas (Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Barcelona y Universidad de Cádiz) y es coordinada por la Universidad de Zaragoza desde 2014.

En el LMA ponemos a disposición de otros centros de investigación públicos y privados, y al sector industrial, las más modernas y variadas infraestructuras dedicadas a la caracterización y a la manipulación de los materiales en la escala nanométrica, ofreciendo el apoyo y asesoramiento de nuestro personal científico y técnico. En este sentido, el carácter único, multidisciplinar y estratégico del LMA, nos convierten en una de las pocas infraestructuras de este tipo disponibles a nivel mundial, capaz de proporcionar servicio a la comunidad científica y al sector industrial para la investigación y el desarrollo en el ámbito de la ciencia y la tecnología de materiales.