mc-f-001 tema 1 - ocw.uc3m.esocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/microscopia-de-fuerza-atomica/material... ·...

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MicroscopMicroscopíía de Fuerza Ata de Fuerza Atóómicamica

Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 11

Tema 1

Introducción a las Técnicas de

Barrido con Sonda (SPM)

Tema 1

Introducción a las Técnicas de

Barrido con Sonda (SPM)

Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química 

Programa de POSTGRADO de la Universidad Carlos III de Madrid

Dania OlmosFco. Javier González Benito

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 2

1. Introducción

2. Perfilómetro

3. Topographiner

4. Microscopio de Efecto Tunel

5. Microscopio de Fuerza Atómica

6. Técnicas de Microscopía de Barrido con Sonda

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 3

1. Introducci1. IntroduccióónnMicroscopio, del griego: "mikro" = pequeño y "scopeõ" = mirar (para mirar cosas pequeñas).

www.olympusmicro.com/primer/anatomy/introduction.html

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 4

MuestraMuestra

Luz incidente Luz reflejada Electronesincidentes

Electrones dispersados

MuestraMuestra

Electrones incidentes

Muestra

Luzincidente

Muestra

e- transmitidos

e- dispersados

luz transmitida

luz dispersada

1. Introducci1. IntroduccióónnMicroscopía Convencional

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 5

D.Olmos & J.González-Benito

OCW-UC3M_AFM OCW_UC3M

1. Introducci1. IntroduccióónnMicroscopía de Barrido con Sonda

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 6

Gustav Schmalz, Uber Glätte und Ebenheit als physikalisches und physiologishes Problem, Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure,

Oct 12, 1929, pp. 1461-1467

2. 2. PerfilPerfilóómetrometro

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 7

Young R, Ward J, Scire F. Review of Scientific Instruments, 43, 999–1011, 1972.

3. 3. TopographinerTopographiner

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 8

Nobel laureates Heinrich Rohrer (left) and Gerd Binnig (right) of IBM's Zurich Research Laboratory, shown here in 1981 with a first-generation scanning tunneling microscope (STM). Rohrer and Binnig were awarded the Nobel Prize for Physics in 1986 for inventing the STM. http://www.flickr.com/photos/21746695@N03/2102858527/

4. Microscopio de Efecto T4. Microscopio de Efecto Túúnelnel

Binnig. Nobel prize lecture

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 9

Imagen del siguiente enlace web: http://www.insp.upmc.fr/axe1/Dispositifs%20quantiques/AxeI2_more/PRINCIPLE/STSprin.HTM

4. Microscopio de Efecto T4. Microscopio de Efecto Túúnelnel

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 10

Reconstruction of Si (111)

IBM's Scanning Tunneling Microscope in 1981 revealed for the first time the reconstruction of silicon atoms at the surface, here in an image enhanced by computer processing. Some 25 years later, IBM scientists continue to break new ground with scientific milestones in atomic scale research that could be the building blocks of ultra-tiny, nanoscale structures to transform computing and to create devices nobody has even imagined yet.

http://www.flickr.com/photos/21746695@N03/2103637418/

4. Microscopio de Efecto T4. Microscopio de Efecto Túúnelnel

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 11

G. Binnig, C. F. Quate, and C. Gerber. Atomic force microscope. Physical Review Letters, 56(9):930–933, 1986.

5. Microscopio Fuerza At5. Microscopio Fuerza Atóómicamica

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 12

Sistema óptico de detección de posición

Imagen adaptada de: http://www.nanoindentation.cornell.edu/Machine/displacement_machine.htm

Fotodetector(2 cuadrantes)

Escánerpiezoeléctrico

Micropalanca(cantilever)

Láser

Espejo

5. Microscopio Fuerza At5. Microscopio Fuerza Atóómicamica

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 13

5. Microscopio Fuerza At5. Microscopio Fuerza Atóómicamica

Image courtesy of Veeco Instruments Inc.

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Tema 1. IntroducciTema 1. Introduccióón a las tn a las téécnicas de barrido con sonda.cnicas de barrido con sonda. 14

6. T6. Téécnicas de Microscopcnicas de Microscopíía de Barrido con Sonda a de Barrido con Sonda

Microscopía de Efecto Túnel (STM) – Corriente túnel

Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) – Fuerzas vdw

Scanning near-field optical microscopy (SNOM)