El nuevo equipo, abierto a equipos investigadores y a instituciones públicas y privadas, determina la composición superficial de materiales como catalizadores, fibras, sensores de gases y dispositivos electrónicos

El equipo ProvenX-NAP, un espectrómetro de fotoelectrones de rayos-X, se ha incorporado recientemente al Servicio de Recursos Científicos y Técnicos (SRCiT) de la Universitat Rovira i Virgili. Esta tecnología permite el análisis superficial de materiales como por ejemplo catalizadores, fibras, monocristales, polímeros, sensores de gases y dispositivos electrónicos. Es único en Catalunya y está disponible para los investigadores de la misma universidad, así como para entidades públicas y empresas privadas interesadas al obtener información cualitativa y cuantitativa sobre las propiedades químicas, físicas y electrónicas de cualquier superficie sólida.

“El análisis superficial de materiales es crucial para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y dispositivos. En comparación con otras técnicas, como la microscopia, el espectrómetro de fotoelectrones de rayos-X (XPS-ESCA) ofrece una profundidad de análisis más pequeño, siendo esta técnica más selectiva a los fenómenos que tienen lugar en las capas más superficiales de los materiales”, explica el responsable del equipo, Daniel Ruano, según el cual la técnica XPS también proporciona información sobre la composición cualitativa y cuantitativa de los elementos, así como sus estados de oxidación, reducción y coordinación, además del entorno químico. El equipo también puede realizar medidas UPS (espectroscopia fotoelectrónica ultravioleta) para el estudio de la banda de valencia y los electrones secundarios, especialmente útiles en el análisis de dispositivos electrónicos y materiales semiconductores.

Una de las particularidades de este nuevo equipo es que puede trabajar en la cámara de análisis a presiones próximas a la atmosférica (NAP-XPS) con gases inertes o reactivos, lo cual no es posible en equipos de XPS convencionales. Además, puede seguir la evolución tanto de los elementos de la superficie como de los gases involucrados durante las reacciones químicas que tengan lugar, gracias a un espectrómetro de masas integrado. Tal y como afirma Ruano, “es un equipo fundamental en el ámbito de la catálisis heterogénea, en que las reacciones químicas tienen lugar en la superficie de un catalizador sólido”.

El área de la superficie de la muestra que se analiza es aproximadamente de 300 micras (una micra es la millonésima parte de un metro) de diámetro, que es el punto de exposición de los rayos X sobre la muestra. La profundidad de penetración de la fuente de rayos-X monocromática (µFocus 600) de aluminio es de aproximadamente 5 nanómetros (1 nanómetro equivale a 0,000000001 metros). De todos modos, próximamente se sustituirá la fuente actual por la primera fuente monocromática dual de aluminio y plata microfoco (µfocus 450) del estado, capaz de penetrar a mayor profundidad en la muestra, obteniendo así información a profundidades de análisis diferentes.

Un servei molt utilitzat al territori

«Con este equipo se puede estudiar cualquier proceso que tenga lugar en la superficie de un sólido, independientemente de su ámbito”, resume Ruano. Haberlo podido adquirir ha sido posible gracias a la ayuda del Ministerio de Ciencia, Educación y Universidades y de la Unión Europea a través de los Next Generation y en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica e Innovación 2017-2020, con un gasto subvencionable de 961.900€ (sin IVA).

El SRCiT, con aproximadamente 300 usuarios anuales, cuenta con la confianza de muchas empresas del territorio, especialmente las de los polígonos químicos. Este centro ofrece varios servicios, como el diseño y la mecanización de prototipos, la fabricación de microcomponentes y nanocomponentes, el análisis químico cualitativo y cuantitativa de compuestos orgánicos e inorgánicos, la determinación de la estructura molecular de compuestos orgánicos y la caracterización de la composición cristalina de los materiales. Dispone también de un tanque de nitrógeno líquido y de una balanza analítica, con pesas certificadas.