STIM
Técnicas IBA

* Fig. 1

La microscopía iónica de transmisión de barrido (STIM) es una técnica en la que se usa la pérdida de energía de los iones transmitidos (por ejemplo, protones o núcleos de helio) al atravesar la muestra para proporcionar información sobre las variaciones de densidad en la misma, y por tanto, sobre su estructura (Fig. 1). Las imágenes STIM son muy útiles para correlacionar las características estructurales con los elementos traza de la muestra. Se apoya en la particularidad de los mecanismos de pérdida de energía de un ion con energía alta, causado por las interacciones ion-electrón, cuando pasa a través de una muestra como puede ser una célula completa. Debido a las grandes diferencias de momento entre el ion y el electrón, el ion emerge del proceso de dispersión ion-electrón a un ángulo pequeño mientras que la dispersión de ángulos grandes a partir de interacciones nucleares es despreciable (Fig. 2). El haz de iones tiene por tanto una mínima dispersión cuando pasa a través de la célula y esto hace posible la obtención de imágenes con detalles finos en secciones relativamente gruesas. 


En los últimos años, las mejoras conseguidas en la focalización de los haces de iones ha hecho posible trabajar de forma rutinaria con haces sub-100nm. Con estos haces se han conseguido imágenes nanoSTIM de tejido y células individuales, resolviendo los núcleos de las células y varios nucléolos.

images trim

* Fig. 2


Fig.1: Imagen de STIM correspondiente a una sección de piel de la planta de las extremidades de un ratón. En la imagen se aprecia claramente las distintas capas de la piel Stratum Corneum (SC), Stratum Lucidum (SL), Stratum Granulosum (SG), Stratum Spinosum (SS) y Dermis. El mapa se ha obtenido con un haz de protones de 2.5 MeV y 1 µm de diámetros en las instalaciones del CENBG (Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan).
Fig.2: Penetración de protones y de electrones a las energías de trabajo normales (3 MeV y 30 keV, respectivamente) en una muestra de cuarzo (SiO2). Para este material, los protones atraviesan 80 µm en profundidad, mientras que los electrones no llegan a atravesar los 8 µm. Las simulaciones presentadas, se han obtenido mediante el método Montecarlo en los programa TRIM1  para los protones y con CASINO2  para los electrones.

1 Ziegler, J.F.; Biersack, J. P.; Littmark, U. (1985): «The Stopping and Ranges of Ions in Solids». Pergamon Press, New York. http://www.srim.org
2 Hovington, P.; Drouin, D.; Gauvin, R. (1997): «CASINO: A new Monte Carlo code in C language for electron beam interaction - Part I: Description of the program». Scanning 19: 1 – 14.