Introducción
La microscopía de fuerzas atómicas (AFM) es una técnica idónea para la caracterización de la superficie de materiales con resolución inferior a 100 nm. En muestras especialmente planas, la resolución llega a ser subnanométrica. El AFM junto con la microscopía de efecto túnel (STM) forman parte de las llamadas microscopías de sonda (SPMs). Se trata de todo un grupo de técnicas, instrumentos y procedimientos dirigidos a caracterizar la superficies de materiales a la escala del nanómetro.
El equipamiento con el que se cuenta en el Servicio de Microscopía de Fuerzas Atómicas (SMFA) permite obtener imágenes tridimensionales en la escala nanométrica y en tiempo real de la superficie de todo tipo de materiales tanto al aire, como en líquidos o bajo atmósferas controladas y a distintas temperaturas. Se dispone de las modalidades denominadas modo contacto, modo contacto intermitente (Tapping) y modo PeakForce Tapping. El equipo resuelve en tiempo real la topografía de las superficies en 3D, y puede operar bajo diversas modalidades tales como AFM magnético, AFM conductivo, AFM de fuerzas laterales (fricción), AFM de fuerzas eléctricas, AFM de potencial de superficie (función trabajo), AFM electroquímico, AFM de alta velocidad de barrido y AFM para la caracterización de propiedades nanomecánicas tales como módulo de elasticidad (módulo de Young), fuerzas de adhesión y deformación.
Aplicaciones
Se puede aplicar a metales, semiconductores, aislantes, vidrios, cerámicos, plásticos, materiales poliméricos y en general materiales orgánicos, inorgánicos o incluso biológicos que pueden estar, o no, depositados sobre otros sustratos. En ciertas condiciones es posible la obtención de imágenes en medios líquidos y bajo control electroquímico. Así mismo, mediante la llamada técnica de contraste de fase, es posible la caracterización de algunas propiedades de materiales como por ejemplo detección de dominios magnéticos, zonas de distinta dureza o de diferente composición. Usando la espectroscopía de curvas de fuerza-desplazamiento es posible obtener mapas tridimensionales cuantitativos de propiedades mecánicas tales como módulo de elasticidad, deformación y adhesión interfacial en la nanoescala de una gran variedad de materiales. El equipo incorpora, además, un módulo de STM, de muy alta resolución, aplicable sólo a muestras eléctricamente conductoras.
Equipamiento:
- AFM Multimode 8 Nanoscope V (Bruker, Santa Bárbara, California).
- AFM Dimension ICON (Bruker, Santa Bárbara, California).
- STM/ AFM Nanoscope IIIa (Veeco/ Digital Instruments, Santa Bárbara, California).
Financiación
La infraestructura de este Servicio ha sido parcialmente financiada por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER):
(1) Proyecto IN94-0553 financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia. (1994)
(2) Proyecto INFR 2007/090 de infraestructura del Gobierno Canario. (2007)
(3) Proyecto UNLL08-3E-003. Ministerio de Ciencia e Innovación. (2011)
(4) Proyecto Nacional ENE2016-74889-C4-2-R. Ministerio de Economía y Competitividad. (2016)
(5) Ayuda EQC2019- 005647-P. Ministerio de Ciencia e Innovación. (2019)
(6) Proyecto: MINERVA. Convocatoria FDCAN:2023-2027
