AFM y STM

Question 1

Fundamento del STM y el AFM

Answer 1

Interacción de una punta con una superficie. Esta relacionada con la distancia punta - muestra.

AFM microscopía fuerza atómica
STM microscopía efecto tunel

Question 2

Modos de medida del STM

Answer 2

Modo de corriente constante y modo de altura constante

Question 3

¿Qué es el modo de corriente constante?

Answer 3

Se mantiene constante la distancia punta - muestra y la punta va variando su altura a medida que encuentra perturbaciones u objetos. Es un método lento y sirve para superficies imperfectas

Question 4

¿Qué es el modo de altura constante?

Answer 4

La punta no varía su altura, la mantiene constante. Se generan gráficas con muchos mas picos al ir variando la distancia punta muestra y por tanto la corriente. Es un método más rápido y eficaz para superficies planas.

Question 5

Resolución vertical y lateral del STM

Answer 5

Resolución vertical de < 0,1 nm
Resolución lateral de > 0,2 a 0,3 nm

Imágenes en 2D y 3D

Question 6

Ventajas del STM

Answer 6

1) Permite obtener información morfológica y de la estructura electrónica
2) Es de carácter no destructivo
3) Las imágenes en 3D tienen resolución atómica

Question 7

Desventajas del STM

Answer 7

1) Técnica muy lateral
2) Se puede aplicar a un número muy limitado de muestras
3) Existen efectos de convolución de la punta
4) Artefactos de la punta

Question 8

Fundamentos del AFM

Answer 8

Proporciona información de la morfología superficial de la muestra. Permite operar en distintos medios (aire, líquido, vacío). Permite estudiar materiales muy diversos

Question 9

Componentes básicos de un microscopio AFM

Answer 9

1) La punta
2) Sistema de detección de la deflexión del cantilever (micro placa flexible)
3) Sistema mecánico de barrido (piezoeléctrico)
4) Sistema de recogida y tratamiento de datos

Question 10

Principios básicos del funcionamiento de AFM

Answer 10

1) No hay interacción
2) Fuerzas van der waals atractivas convan la punta y hay interacción y baja resolución
3) Fuerzas repulsivas, hay alta resolución
4) Fuerzas adhesivas, comienza la atracción de nuevo por fuerzas capilares adhesivas
5) Se vence la fuerza de adhesion y la punta se desengancha y no hay interacción con la superficie

Question 11

Modos de medida en AFM

Answer 11

Por contacto y por tapping

Question 12

¿Qué es el modo de medida por contacto?

Answer 12

La punta se baja y se mueve por la superficie con una amplitud libre

Question 13

¿Qué es el modo de medida por tapping?

Answer 13

El cantilever oscila sobre la superficie a una determinada amplitud. La interacción punta muestra disminuye esa amplitud y requiere de fuerzas más potentes. Proporciona información de la respuesta mecánica del material a la fuerza ejercida.

Question 14

Fórmula micro palanca flexible / punta

Answer 14

F = k s

F es la fuerza
K es la constante de fuerza del cantilever
S es la deflexión del cantilever

Dependiendo de k la punta se emplea para unos materiales u otros. K altas se emplea en material duro y k bajas en materiales biológicos y blandos

Question 15

Diámetro de la punta en AFM

Answer 15

10 nm

Question 16

¿Qué limita el poder de resolución de la técnica de AFM?

Answer 16

El tamaño de la punta. Lo que visualiza la punta se ve afectado por el diámetro de la misma.

Question 17

Artefactos en AFM

Answer 17

1. Contaminación de la punta
2. Roturas del cantilever
3. Defectos en la fabricación del cantilever
4. Existencia de multi puntas que generan imagenes dobles, triples …

Question 18

¿Qué permite estudiar y medir el AFM?

Answer 18

Permite estudiar una amplia variedad de estructuras

Necesita medir sustratos planos y permite medir desde nm a micras.

Da información de la altura, la anchura, la presencia de monocapas …

Question 19

Ejemplos de aplicaciones de AFM

Answer 19

Almacenamiento de información, caracterización morfológica de material biológico inmovilizado en una superficie, estudio de procesos dinámicos, estudio de superficies (apariencia, textura…)

Question 20

Características del AFM en medida

Answer 20

Permite medir en ambiente líquido
Permite medir material conductor y aislante
Es una técnica no destructiva ya que aplica fuerzas pequeñas
Tiene un amplio rango de barrido de nm a micras
Permite la obtención de imagenes en 3D

Question 21

Estudio de propiedades mecánicas midiendo con tapping

Answer 21

Para medir una muestra aplico una fuerza y realizo una medida y asi sucesivamente. Mirando la imagen obtenida señalo un recorrido y en función de la altura y la anchura hago un perfil. Si aplico mucha fuerza voy a tener menos altura y se deforma. Permite obtener información de cuánto se ha deformado una muestra y que tipo de deformación es.

Question 22

¿Qué informacion obtenemos por el método de contacto?

Answer 22

Permite obtener información sobre el espesor de una monocapa

Question 23

¿Qué realizo para obtener la geometríade adsorción?

Answer 23

Un histograma de alturas medidas a lo largo de la muestra

Question 24

Ventajas de AFM

Answer 24

1) Información morfológica
2) Carácter no destructivo
3) Imágenes en 3D
4) Variedad de muestras
5) Opera en diversos ambientes (aire, líquido y vacío)

Question 25

Desventajas de AFM

Answer 25

1) Técnica muy local
2) Efectos por convolución de la punta
3) Artefactos por la punta

Question 26

¿Qué es SECM?

Answer 26

Microscopía de barrido electroquímico