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Microscopía de Fuerza Atómica - Coggle Diagram
Microscopía de Fuerza Atómica
Instrumento mecano-óptico capaz de detectar ferzas del orden de los nano-newton
Se registra la altura sobre superficie de una sonda
La sonda va acoplada a un listón microscópico, muy sensible de sólo unos 200 um de longitud
La sonda "siente" la fuerza de atracción o repulsión con la muestra
Se mide la elongación de un resorte con una constante de fuerza muy pequeña
AFM y STM: Microscopía de barrido por sonda
SPM: Scanning Probe Microscopes
1986: El primero fue el STM (Microscopio de tuneleo)
Microscópios ópticos determinados por la difracción de la luz
Permiten aumentar la resolución, pero requiere de alto vacío
Genera imágenes sintiendo/tocando
Se basa en medir cambios en la magnitud de la interacción entre una punta y la superficie de la muestra
Microscopía de fuerza atómica (AFM)
Modo contacto
Modo no contacto
Modo semi-contacto (intermitente o tapping)
Muestras conductoras y no conductoras
CARACTERÍSTICAS
La punta es muy aguda, menos de 100 A de diámetro
Se localiza al final del brazo del cantiléver de 100 a 200 micras
La fuerza entre punta y superficie hace que el cantiléver se flexione
El detector mide la flexión que ocurre cuando la punta barre la superficie
Se puede aplicar a materiales aislantes, semiconductores o conductores
Las fuerzas que contribuyen a la flexión del cantiléver es la fuerza de van der Waals
PIEZOELECTRICIDAD
Capacidad de algunos materiales de generar electricidad cuando son sometidos a una tensión mecánica
Ocurre en determinados cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas
En su masa adquiere una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie
El cuarzo es un ejemplo de un cristal piezoeléctrico natural
El movimiento de la punta, o de la muestra, se da por medio de un tubo piezoeléctrico
Scanners piezoeléctricos
Cerámicos piezoeléctricos que varían su forma al aplicarles un campo eléctrico
PTZ (zirconatos de plomo y titanio)
Componentes de un AFM
Fotodetector
Fotodetector de 4 cuadrantes
Fotodetector de 2 cuadrantes
Soporte de la sonda de barrido
Tubo de barrido o escáner (piezoeléctrico)
Movimiento de la sonda de barrido en los ejes X e Y
Sistema de control de fuerza y retroalimentación
Muestra
Transductor
Amplificador
Control y adquisición de datos
Sonda de barrido (punta)
Modos de trabajo AFM
Contacto continuo entre punta y muestra
Modo contacto
Fuerza constante
Topografía
Afectada por la respuesta mecánica del material
Curvas de fuerza
Medida de fuerzas
Contacto intermitente entre punta y muestra
Contacto intermitente
Contraste de fase
No contacto entre punta y muestra
Otros modos
Medida de fuerzas magnéticas
Medida de fuerzas eléctricas
Medida de potencial de superficie
Medida de fuerzas químicas
