Microscopía de sonda de barrido: 5 conceptos importantes

Contenido: Microscopía de sonda de barrido

¿Qué es la microscopía de sonda de barrido?

La microscopía de sonda de barrido o SPM es una técnica de microscopía que produce imágenes escaneando la muestra con la ayuda de una sonda, capaz de medir pequeñas diferencias locales en la altura del material de muestra específico sin verse afectado por la difracción. Estos microscopios pueden realizar la formación de imágenes de varias interacciones con la muestra simultáneamente.

¿Cuáles son los tipos de microscopios de sonda de barrido?

Los microscopios de sonda de barrido pueden ser de varios tipos diferentes, tales como:

AFM (microscopía de fuerza atómica):

AFM (microscopía de fuerza atómica) es una técnica de microscopía de muy alta resolución en la que la resolución es del orden de una fracción de nanómetro. AFM se puede dividir a su vez en-

Microscopía de fuerza atómica de contacto dinámico.

Tocando microscopía de fuerza atómica.

Microscopía de fuerza atómica de contacto.

Microscopía de fuerza atómica sin contacto.

CFM o microscopía de fuerza química.

Microscopio de fuerza de sonda KPFM o Kelvin.

Microscopía de fuerza magnética o MFM.

AFM-IR or Espectroscopía infrarroja basada en microscopía de fuerza atómica.

C-AFM o microscopía de fuerza atómica conductiva.

EFM o microscopía de fuerza electrostática.

PFM o microscopía de fuerza de respuesta piezoeléctrica.

PTMS o Foto microespectroscopía / microscopía térmica.

SVM o microscopía de voltaje de barrido.

Microscopía de modulación de fuerza o FMM.

SGM o microscopía de la puerta de exploración.

microscopía de sonda de escaneo
Representación AFM. Fuente de la imagen: anónima, Diagrama de bloques del microscopio de fuerza atómica, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

STM (microscopio de efecto túnel):

STM toma imágenes de una muestra con una punta conductora muy nítida y capaz de producir una resolución de imagen que varía entre 0.1 y 0.01 nm y dividida en.

La microscopía de sonda de barrido Hall o SHPM.

La microscopía de túnel de barrido polarizado de espín o SPSM.

La microscopía de emisión de electrones balísticos o BEEM.

La microscopía de túnel de barrido de rayos X sincrotrón o SXSTM.

El microscopio de efecto túnel de barrido electroquímico o ECSTM.

La microscopía de túnel de barrido de fotones o PSTM.

La potenciometría de tunelización de barrido o STP.

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Representación esquemática STM (microscopio de efecto túnel). Fuente de imagen: miguel schmid y Grzegorz PietrzakEsquema del microscopio de túnel de barridoCC BY-SA 2.0 EN

SPE, electroquímica de sonda de barrido:

SPE, Scanning Probe Electrochemistry es una técnica microscópica especialmente diseñada para examinar el comportamiento electroquímico de varias muestras sólidas o líquidas. SPE se puede dividir a su vez en:

La técnica de barrido de electrodos vibratorios o (SVET).

La sonda Kelvin de barrido o (vicepresidente sénior).

La Microscopía de conductancia iónica de barrido o (SICM).

La microscopía electroquímica de barrido o (SECM).

Sicm
SPE, Representación esquemática de electroquímica de la sonda de exploración. Fuente de imagen: Pablo VenterSicm, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

NSOM | Microscopía óptica de barrido de campo cercano:

La microscopía óptica de barrido de campo cercano (NSOM) o microscopía óptica de campo cercano de barrido es una técnica microscópica (SNOM) diseñada específicamente para examinar nanoestructuras y análisis a nanoescala.

NanoFTIR es un tipo de técnica NSOM capaz de romper el límite de resolución lejana utilizando las propiedades de la onda evanescente.

Configuración de NSOM de 1280px
Configuración de NSOM Fuente de la imagen: Sgptch at Wikipedia en inglésConfiguración de NSOM, marcado como dominio público, más detalles sobre Wikimedia Commons

Otras variaciones de SPM son

La microscopía termoiónica de barrido (ESTIMAR).

La microscopía de gradiente de carga (MCG).

La microscopía de escaneo de resistencia a la dispersión (SSRM).

La microscopía de sonda resistiva de barrido (SRPM).

La microscopía de transistores de un solo electrón de barrido (SSET).

La microscopía de escaneo SQUID (MUS).

¿Qué tipo de punta de sonda se utiliza para la microscopía de sonda de barrido?

El tipo de punta de sonda SPM utilizada se basa totalmente en el tipo de SPM que se utiliza y la combinación de las topografías de la muestra y la forma de la punta genera una imagen SPM. Sin embargo, se observan algunas características comunes en casi todos los SPM y se requiere que la sonda tenga un vértice extremadamente nítido y la resolución del microscopio se define principalmente por el vértice de la sonda. Las sondas más nítidas proporcionan una mejor resolución que las sondas romas, termina en un átomo para obtener imágenes de resolución atómica.

Para varios microscopios de sonda de barrido dependientes del voladizo, como AFM (microscopía de fuerza atómica) y MFM (fuerza magnética microscopía), todo el voladizo y la fabricación de la sonda integrada realizada mediante el proceso de grabado con nitruro de silicio y STM (microscopio de túnel de barrido) y SCM (microscopio de capacitancia de barrido) requieren sondas conductoras que normalmente se construyen con alambre de platino/iridio y diferentes materiales como el oro. ocasionalmente se usa por razones relacionadas con la muestra o cuando el SPM necesita fusionarse con otros experimentos como TERS.

Las sondas de iridio / platino y otras sondas ambientales similares se cortan generalmente utilizando cortadores de alambre afilados. El método más eficaz es cortar una parte importante del cable y luego tirar para romper la parte restante del cable, lo que aumenta las posibilidades de terminación de un solo átomo. Los alambres de tungsteno usados ​​para tales propósitos generalmente se graban electroquímicamente y después de esa capa de óxido se elimina cuando la punta está en condiciones de UHV.

¿Cuáles son las ventajas de la microscopía de sonda de barrido?

Ventajas de Smicroscopía de sonda de enlatado

  • La resolución de la imagen no se verá afectada por la difracción en este método.
  • Esto es capaz de medir una diferencia local muy pequeña (tan pequeña como el rango del picómetro) en el sacale de altura.
  • Las interacciones implicadas en la formación de imágenes mediante microscopía de sonda de barrido se pueden utilizar para generar pequeños cambios estructurales (a través del proceso de litografía de sonda de barrido).
  • No es necesario que la muestra se coloque al vacío en la microscopía de sonda de barrido. Esta técnica microscópica funciona bien incluso en condiciones atmosféricas normales.

¿Cuáles son las desventajas de la microscopía de sonda de barrido?

Como cualquier otra técnica de microscopía, la microscopía de sonda de barrido también tiene ciertas limitaciones:

  • En la microscopía de sonda de barrido, a veces resulta difícil determinar la forma detallada de la punta de barrido. Este error es especialmente notable cuando la muestra varía significativamente en altura en distancias laterales de menos de 10 nm.
  • Las imágenes producidas por un microscopio de sonda de barrido generalmente requieren mucho tiempo para formarse. Hoy en día, se están realizando varias modificaciones para aumentar la velocidad de escaneo de muestras.
  • El tamaño máximo de la imagen formada utilizando un microscopio de sonda de barrido es generalmente pequeño.
  • Esto no es adecuado para la interfaz de muestra sólido-sólido o líquido-líquido.

¿Qué es la microscopía electrónica de barrido?

El microscopio electrónico de barrido ha formado imágenes mediante el barrido de la superficie de una muestra utilizando el haz de electrones y son de dos tipos.

  • Microscopía electrónica de transmisión de barrido.
  • Microscopía de túnel de barrido.

El microscopio electrónico de barrido se basa en la emisión de electrones secundarios de la superficie superior de la muestra y los microscopios electrónicos de barrido también se utilizan para contar células u otras partículas, para determinar los tamaños de complejos macromoleculares y para el control de procesos para obtener más detalles sobre los microscopios electrónicos de barrido. visite aquí .

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