Microscopía de barrido: Microscopía de Fuerza Atómica conductiva C-AFM

El servicio puede realizar análisis de conductividad eléctrica al mismo tiempo que adquiere la topografía superficial de las muestras. El modo de trabajo es en contacto, utilizando una punta conductora, y aplicando una diferencia de potencial entre punta AFM y muestra. El equipo es capaz de medir la corriente que circula por el circuito, de forma que si la muestra tiene áreas de distinta conductividad, éstas se verán reflejadas en el correspondiente mapa de corriente. Por lo tanto, el análisis ofrece la posibilidad de registrar imágenes de topografía, fricción, mapa de corriente y mapa de resistencia al mismo tiempo.
Para la medición de corriente se utiliza el módulo Resiscope V2, capaz de medir corriente desde los pA hasta los mA, ya que consta de un amplificador logarítmico con un rango dinámico de funcionamiento. El equipo aplica una tensión de -10V a 10 Voltios en la muestra, mientras que la punta permanece a tierra. El módulo es capaz de limitar la corriente de trabajo, si la muestra así lo requiriera. Para limitar la corriente, el equipo introduce resistencia en serie de forma automática, para limitar la cantidad de corriente que circula por el circuito.
También es posible la realización de espectroscopias, leyendo como canales la deflexión, la topografía, corriente o resistencia del material y haciendo variar los parámetros de fuerza y voltaje. Es posible realizar una combinación de estas espectroscopias para visualizar la variación de distintas entradas simultáneamente. Las espectroscopias se pueden utilizar en ¿ciclos¿ para poder estudiar efectos de histéresis en la muestra.
El servicio dispone de una gran variedad de puntas de conductividad, desde diamante dopado, recubrimiento de platino o puntas de platino macizas. Es posible realizar los ensayos en humedad relativa baja, menor al 3% y en gas nitrógeno. El máximo tamaño de imagen realizable es de 90 x 90 micras, con una resolución máxima de 8192 x 8192 puntos.
El servicio también puede realizar el modo Microscopia de Fuerza de Fotocorriente en el que se utiliza un accesorio externo para iluminar la muestra a la vez que se mide su conductividad. La iluminación de la muestra se realiza mediante un LED RGB de 5 mm, que emite 1.2 mW de potencia lumínica en las siguientes longitudes de onda: Rojo - 625-630 nm, Verde - 517-520 nm y Azul - 465-470 nm.
Para la realización de imágenes en conductividad, se utiliza el siguiente equipo:
Agilent 5500LS, escáner de 90x90 micras en X/Y y de 15 micras en el eje Z equipado con el accesorio Resiscope V2. Dispone de un dispositivo ¿Closed Loop¿ que mejora notablemente el posicionamiento en X e Y. Además cuenta con una estación motorizada, con precisión de ~3 micras, y un rango de ~15 cm en X/Y y 3 cm en Z, por lo que las muestras pueden tener un tamaño de hasta 25 x 25 cm2 y 3 cm de grosor. Está implementado un dispositivo para medir humedad y temperatura, y de un módulo calefactor de muestras. El ruido eléctrico del equipo es del orden de 0.05 nm. El equipo dispone de un accesorio para iluminar muestras desde la parte inferior, compatible con el modo de conductividad.

C-AFM permite el análisis en detalle de la conductividad de las muestras junto con el análisis topográfico normal obtenido con AFM normal. Para llevar a cabo estas medidas se necesita un cantilever especialmente recubierto y un scanner modificado.