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MICROSCOPIO DE FUERZA ATÓMICA FRANCISCO CASCALES PACHECO JAVIER NAVARRO VERDÚ JORGE FOLLANA BERNÁ.

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1 MICROSCOPIO DE FUERZA ATÓMICA FRANCISCO CASCALES PACHECO JAVIER NAVARRO VERDÚ JORGE FOLLANA BERNÁ

2 Müller – Microscopio de Emisión de Campo (1937) Young - Topografiner (1971) Binnig y Rohrer – MBET (1981) Binnig, Quate y Gerber – MFA (1986)

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4 MODOS DE TRABAJO Modo de contacto: Se utilizan puntas de nitruro de silicio. En determinadas muestras se puede alcanzar resolución atómica o molecular. Modo sin contacto: La punta del AFM se sitúa a 50 – 150 Aº (amstrong) por encima de la superficie de la muestra Construyéndose imágenes topográficas barriendo la punta sobre la superficie de la muestra Modo de tapping o contacto intermitente: El elemento que sostiene la punta (cantilever) oscila. La reducción de la amplitud de oscilación se utiliza para medir e identificar las características superficiales.

5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Muestras muy rugosas con cambios extremos en su topografía vertical MODO CONTACTO Ventajas Es el único modo de trabajo que permite obtener imágenes con resolución atómica Alta velocidad de barrido

6 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Reducción en la resolución espacial y pueden dañar muestras blandas MODO CONTACTO Desventajas Las fuerzas laterales pueden distorsionar las características de la superficie en la imagen

7 VENTAJAS Y DESVENTAJAS No se ejercen fuerzas sobre la superficie de la muestra MODO SIN CONTACTO Ventajas

8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS El modo sin contacto generalmente se utiliza para estudiar muestras muy hidrofóbicas MODO SIN CONTACTO Desventajas Menor velocidad de barrido Menor resolución lateral, limitada por la separación punta-muestra

9 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Las fuerzas laterales son virtualmente eliminadas MODO TAPPING Ventajas Menos daño en muestras blandas Mayor resolución lateral en la mayoría de las muestras (1 – 5 nm)

10 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Desventajas Ligeramente menores velocidades de barrido que en el modo contacto. MODO TAPPING

11 TIPOS DE PUNTAS Condicionados por: Muestra Modo de operación Temperatura Fabricadas en Silicio o Nitruro de Silicio (recubiertas de diamante) Soportes (cantilever) de diferentes formas: Triangulares: fricción y medio líquido Rectangulares: aire

12 COMPARACIÓN CON OTROS MICROSCOPIOS MET y MBET Muestra conductora Bajas presiones Dos dimensiones MFA Muestras aislantes Presencia de aire o sumergido Tres dimensiones

13 APLICACIONES DE LAS MICROSCOPIAS STM Y AFM Nos ayuda a la caracterización de materiales y superficies Las aplicaciones más importantes que tiene el AFM son: Microelectrónica Capas finas Caracterización de materiales orgánicos e inorgánicos Polímeros y composites Biología

14 Aplicación del AFM en un caso concreto Proceso de oxidación de un acero de alta resistencia Preparación del material y fase experimental Resultados experimentales Discusión de datos y conclusión

15 Preparación del material y fase experimental Aceros de alta resistencia (Alambrón) atacado por una disolución de NaCl Modo CONTACTO, estudiando un area de 5x5 μm Midiendo durante un tiempo de 2 Horas y Media

16 Resultados Experimentales Para tiempo inicial se observan las huellas del pulido de la superficie En esta foto vemos como la superficie empieza a modificarse al transcurrir unos 7 minutos Vamos observando que a medida que pasa el tiempo se va evidenciando el depósito de los oxidos Como resultado final vemos que la superficie del acero presenta unos picos de óxido que son producto del ataque de la solución de cloruro

17 ResultadosExperimentales Resultados Experimentales Aparte de obtener las imágenes también podemos analizar la rugosidad de la muestra y su evolución en función del tiempo

18 Discusión de datos y conclusión El estudio con el AFM podemos deducir que este proceso tiene 2 fases bien diferenciadas, como muestra la tabla El fenómeno observado responde al modelo de crecimiento de una picadura de Galvele

19 CONCLUSIÓN DEL ESTUDIO El MFA permite observar el proceso de corrosión a través de la rugosidad superficial. La técnica permite diferenciar dos fases del proceso corrosivo. El fenómeno responde al modelo de crecimiento de una picadura de Galvele

20 CONCLUSION Este trabajo muestra el microscopio de fuerza atómica como un equipo de medida analítica, nos permite estudiar diversos fenómenos científicos que con otros métodos no podemos

21 BIBLIOGRAFÍA Introducción a la microscopía electrónica aplicada a las ciencias biológicas. Gerardo Vázquez Nin, Olga Echeverría. Principios de análisis instrumental. Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch piofuerza%20atomica/index.htm piofuerza%20atomica/index.htm rfulmicroscope.html rfulmicroscope.html irstpag.htm irstpag.htm


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