Diferenzas entre revisións de «Microscopio de forza atómica»

m
Arranxos varios using AWB
m (Arranxos varios using AWB)
[[Ficheiro:micropalancaAFM gl.svg|miniatura|250px|Micropanca.]]
 
Historicamente as primeiras pancas tiñan un tamaño de varios mm e adoitaban fabricarse de metal, por exemplo a partir dun fío de [[volframio]] cun extremo afiado e dobrado en ángulo recto para formar a punta. Máis tard, para mellorar a velocidade de varrido sen perder resolución, foi necesario que as pancas tivesen masas cada vez menores e simultaneamente frecuencias de [[resonancia]] maiores. A solución a este problema atopouse na [[microfabricación]] das pancas.
 
As micropancas prodúcense na actualidade empregando métodos de microfabricación herdados inicialmente da industria microelectrónica, como [[litografía]] de superficie e gravados reactivos de plasma de ións (RIE e DRIE, siglas en inglés de ''Reactive Ion Etching'' e ''Deep Reactive Ion Etching''). As '''puntas''' adoitan fabricarse a partir de deposicións de vapor dalgún material axeitado sobre unha panca xa fabricada, e nese caso o resultado adoita ser unha punta cónica, pero, cando o [[silicio]] foi o material elixido, o máis común é recorrer a técnicas de [[gravado anisótropo]]. O gravado anisótropo implica o uso dunha solución gravadora que escava o material só ou preferentemente en certas [[Redes de Bravais|direccións cristalográficas]]. Desta maneira, é posible producir puntas piramidais limitadas por planos cristalográficos do material.
[[Ficheiro:AFM (used) cantilever in Scanning Electron Microscope, magnification 3000x.GIF|miniatura|esquerda|Ampliación a 3000x da punta dunha panca de AFM (largura da imaxe 30 microns).]]
[[Ficheiro:AFM (used) cantilever in Scanning Electron Microscope, magnification 1000x.JPG|miniatura|dereita|Panca de AFN (a largura da imaxe é 100 microns).]]
Un dos aspectos máis importantes na resolución das imaxes obtidas por AFM é a agudeza da punta. As primeiras utilizadas polos precursores do AFM fabricáronse pegando o diamante sobre cachos de papel de aluminio. As mellores puntas con raio de curvatura encóntranse arredor dos 5nm5 nm.
 
Existen tres tipos de factores que inflúen para formar as imaxes:
== Precisión ==
 
A resolución vertical do instrumento é de menos de 1  nm, e permite distinguir detalles tridimensionais na superficie da mostra cunha amplificación de varios millóns.
 
== Tipos de medidas, modos de operación e aplicacións ==
=== Modos de operación en imaxe ===
 
[[Ficheiro:Afm modes 12-10.svg|miniatura|350px|Modos de operación: a. Modo contacto, b. Modo de non contacto, c. Modo de repeniqueo.]]
 
==== Modo contacto ====
No varrido en '''modo contacto''' (figura a) a punta é ''arrastrada'' pola superficie da mostra, e a forza entre punta e mostra mantense constante, mantendo unha constante de deflexión. A [[deflexión]] da punta estática utilízase como un sinal de [[retroalimentación]].
 
A forza de [[adhesión]] é unha forza fundamental no modo contacto:
 
<math>F_{adh}=4 \pi R \gamma_L \cos \theta</math>
 
onde <math>\gamma_L</math> é a tensión superficial da auga, <math>\theta</math> é o ángulo do [[menisco]] entre punta e mostra, e R fai referencia ao raio da punta e da mostra.
 
En condicións normais, a forza de adhesión é duns 7nN7&nbsp;nN. A forza de adhesión é un dos maiores inconvenientes do modo contacto en aire. No [[modelo de Hertz]] asúmese que a superficie é suave e continua, que a área de contacto é pequena, e que non existen forzas de fricción nin adhesión. Porén, a forza de adhesión é moi importante a escala nanométrica, e afecta especialmente á resolución lateral. Para superar este inconveniente, utilízase o '''Jumping mode''' (modo salto), un modo de contacto no que se evitan as forzas laterais. O AFM en líquido supera tamén este problema, porque en líquido non existen forzas de adhesión.
O principal '''problema''' do modo contacto é que as mostras biolóxicas (brandas e delicadas) poden danarse. De aí que funcione especialmente ben con mostras fortemente adheridas á superficie. En cristais de proteína, por exemplo, as forzas laterais non modifican a mostra, mais si o fan en moléculas individuais.
No modo dinámico en líquido existen dúas '''formas de facer oscilar a micropanca''':
* Nos '''modos acústicos''' sitúase o piezoeléctrico, ou ben na parte traseira da cela líquida ou ben baixo a mostra. Nesta caso, o movemento da mostra induce o da micropanca. A principal desvantaxe deste modo é que dá lugar a resonancias moi sucias.
* Nos '''modos electrostático e magnético''', a micropanca faise oscilar mediante un campo eléctrico ou electrostático. A principal desvantaxe deste modo é que hai que metalizar as micropancas.
 
O modo dinámico en líquido, ademais de tratarse dunha técnica aínda en desenvolvemento, presenta fundamentalmente dous '''problemas''':
393.002

edicións