AFM y STM Flashcards
Fundamento del STM y el AFM
Interacción de una punta con una superficie. Esta relacionada con la distancia punta - muestra.
AFM microscopía fuerza atómica
STM microscopía efecto tunel
Modos de medida del STM
Modo de corriente constante y modo de altura constante
¿Qué es el modo de corriente constante?
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
¿Qué es el modo de altura constante?
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.
Resolución vertical y lateral del STM
Resolución vertical de < 0,1 nm
Resolución lateral de > 0,2 a 0,3 nm
Imágenes en 2D y 3D
Ventajas del STM
1) Permite obtener información morfológica y de la estructura electrónica
2) Es de carácter no destructivo
3) Las imágenes en 3D tienen resolución atómica
Desventajas del STM
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
Fundamentos del AFM
Proporciona información de la morfología superficial de la muestra. Permite operar en distintos medios (aire, líquido, vacío). Permite estudiar materiales muy diversos
Componentes básicos de un microscopio AFM
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
Principios básicos del funcionamiento de AFM
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
Modos de medida en AFM
Por contacto y por tapping
¿Qué es el modo de medida por contacto?
La punta se baja y se mueve por la superficie con una amplitud libre
¿Qué es el modo de medida por tapping?
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.
Fórmula micro palanca flexible / punta
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
Diámetro de la punta en AFM
10 nm
¿Qué limita el poder de resolución de la técnica de AFM?
El tamaño de la punta. Lo que visualiza la punta se ve afectado por el diámetro de la misma.
Artefactos en AFM
- Contaminación de la punta
- Roturas del cantilever
- Defectos en la fabricación del cantilever
- Existencia de multi puntas que generan imagenes dobles, triples …
¿Qué permite estudiar y medir el AFM?
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 …
Ejemplos de aplicaciones de AFM
Almacenamiento de información, caracterización morfológica de material biológico inmovilizado en una superficie, estudio de procesos dinámicos, estudio de superficies (apariencia, textura…)
Características del AFM en medida
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
Estudio de propiedades mecánicas midiendo con tapping
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.
¿Qué informacion obtenemos por el método de contacto?
Permite obtener información sobre el espesor de una monocapa
¿Qué realizo para obtener la geometríade adsorción?
Un histograma de alturas medidas a lo largo de la muestra
Ventajas de AFM
1) Información morfológica
2) Carácter no destructivo
3) Imágenes en 3D
4) Variedad de muestras
5) Opera en diversos ambientes (aire, líquido y vacío)
