AFM - Revision history

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Masarabi: /* Cantilever */

2011-01-11T20:42:39Z

‎Cantilever

Vhwaselo: /* Modos de Escanéo */

2010-12-14T12:30:50Z

‎Modos de Escanéo

Vhwaselo: /* Modo Contacto */

2010-12-14T12:30:29Z

‎Modo Contacto

Vhwaselo: /* Modo No Contacto */

2010-12-14T12:28:06Z

‎Modo No Contacto

Vhwaselo: /* Modo Contacto */

2010-12-14T12:27:32Z

‎Modo Contacto

Vhwaselo: /* Modos de Escanéo */

2010-12-14T12:26:58Z

‎Modos de Escanéo

Vhwaselo at 12:20, 14 December 2010

2010-12-14T12:20:57Z

Vhwaselo at 12:04, 14 December 2010

2010-12-14T12:04:01Z

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 Ahora bien, la deflexión del cantilever, para este AFM se detecta apuntando un láser rojo hacia la punta, ya que esta deflexión es directamente proporcional a la variación del ángulo de reflexión del láser. Y para detectar estas variaciones, se utiliza un sistema de fotodiodos de cuatro cuadrantes.
 Por otra parte, esta medición no puede realizarse si la punta se ha dañado o si se desea cambiar el modo de contacto, y el principal modo de observar la rotura de la punta es con la ausencia de la reflexión del láser, que se puede observar en la televisión. Para ello, cuando se requiere cambiar la punta del cantilever, se retira la punta aplicando acetona, con la ayuda de algodón. Para volver a colocarla en el cantilever, se utiliza esmalte transparente para uñas, colocándolo sobreél, para pegar la punta, y luego, encima de ella para incorporar y facilitar la incorporación de ambas estructuras.
 === Sistema de Detección de Cuatro Cuadrantes ===

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 ==== Operación en Modo Contacto ====
-[[File:calibracion.png|thumb|left|200px|Imagen con valores de calibración para poder tomar imagenes en el AFM.]]
+[[File:calibracioncontact.png|thumb|left|200px|Imagen con valores de calibración para poder tomar imagenes en el AFM.]]
 Para poder utilizar el modo contacto en el microscópio AFM de la facultad hay que seguir un proceso de calibración del aparato. Este proceso consiste en primero poder dirigir el láser hacia el cantilever. Esto se puede notar de forma visual cuando se ve un punto de luz debido al láser en el cantilever, y además en la muestra. Después de esto, se sube la muestra para buscar el contacto con la punta. Se puede subir de manera poco cuidadosa hasta que los puntos dos puntos luminosos producidos por el láser se unan; pero después de esto hay que tener mucho cuidado debido a que el contacto debe ser de forma "suave" para que no haya ruptura del cantilever.

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	==== Operación en Modo Contacto ====		==== Operación en Modo Contacto ====
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		+	[[File:calibracion.png\|thumb\|left\|200px\|Imagen con valores de calibración para poder tomar imagenes en el AFM.]]

	Para poder utilizar el modo contacto en el microscópio AFM de la facultad hay que seguir un proceso de calibración del aparato. Este proceso consiste en primero poder dirigir el láser hacia el cantilever. Esto se puede notar de forma visual cuando se ve un punto de luz debido al láser en el cantilever, y además en la muestra. Después de esto, se sube la muestra para buscar el contacto con la punta. Se puede subir de manera poco cuidadosa hasta que los puntos dos puntos luminosos producidos por el láser se unan; pero después de esto hay que tener mucho cuidado debido a que el contacto debe ser de forma "suave" para que no haya ruptura del cantilever.		Para poder utilizar el modo contacto en el microscópio AFM de la facultad hay que seguir un proceso de calibración del aparato. Este proceso consiste en primero poder dirigir el láser hacia el cantilever. Esto se puede notar de forma visual cuando se ve un punto de luz debido al láser en el cantilever, y además en la muestra. Después de esto, se sube la muestra para buscar el contacto con la punta. Se puede subir de manera poco cuidadosa hasta que los puntos dos puntos luminosos producidos por el láser se unan; pero después de esto hay que tener mucho cuidado debido a que el contacto debe ser de forma "suave" para que no haya ruptura del cantilever.

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 En este modo, la sonda no hace contacto con la muestra, la configuración es la misma que en el modo contacto, pero en este caso la deflexión del cantilever es hacia abajo. En el modo de no contacto predominan las fuerzas atractivas de mayor alcanze, hay ausencia de fuerzas repulsivas y se hace un barrido a la sección de muestra a analizar. El análisis en este modo es de manera dinámica, esto quiere decir que el cantilever oscila con su frecuencia de resonancia.
 Las imágenes que pueden ser obtenidas mediante este método pueden ser topográficas o de modo de imagen de las fuerzas de largo alcanze. A la distancia donde se ubica la punta, las fuerzas de Van der Waals, u otra fuerza de largo alcanze que se extienden desde la superficie, actúan sobre la punta provocando cambios en la frecuencia de oscilación. Esta disminución es captada y se envía una señal desde el sistema de retroalimentación al piezo de manera que la muestra se mueva en el eje z hasta que la frecuencia de oscilación vuelva a ser la inicial, y de esta manera se va creando la imagen topográfica. Por otra parte, si se quiere analizar las fuerzas de campo lejano mediante una imagen, la distancia "z" se debe mantener constante y de esta forma, al igual que en modo contacto, se mide la deflexión del cantilever asociando el parámetro con la ley de Hooke ya sea debido a , por ejemplo, fuerzas eléctricas o magnéticas.
 La gran ventaja de esté método es que se pueden análizar muestras más suaves que las que se pueden analizar en modo contacto, y utilizar puntas menos resistentes ya que prácticamente no hay posibilidades de daño al no haber contacto, además que se eliminan las posibilidades de que la punta se desgaste o queden "desechos" en esta, que causan errores en las imágenes. Pero debido a que no hay contacto hay también menos resolución de imagen de forma lateral. Además de ser el modo de escanéo más lento de los tres.
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 [[File:Pantallazo-39.png|thumb|right|300px|Configuración para TappingMode<math>^{TM}</math> del AFM.]]
 === Modo Contacto Intermitente (TappingMode<math>^{TM}</math>) ===

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 En modo contacto se pueden hacer mediciones de fuerza y de topografía. Las mediciones de fuerza se pueden clasificar en dos, las de fuerza vertical y lateral. En las de fuerza vertical actúan las fuerzas de repulsión que ejerce la muestra sobre el cantilever. Estas fuerzas pueden ser medidas ya que durante el barrido se mantiene la distancia "z" constante, pero es muy pequeña ya que hay un contacto con la superficie. La fuerza de deflexión en el cantilever está relacionada con la ley de Hooke, por lo que esta señal de deflexión es un parámetro para poder generar la imagen; las imágenes de fuerza se deben utilizar en superficies relativamente planas para de esta forma evitar cualquier choque directo con alguna irregularidad de la muestra que causaría el rompimiento de la punta y daño en la muestra.
-[[File:Lateralforce.png|thumb|right|300px|Esquema de funcionamiento de imagen de fuerza lateral en modo contacto.]]
+[[File:Lateralforce.png|thumb|right|200px|Esquema de funcionamiento de imagen de fuerza lateral en modo contacto.]]
 Las imágenes de fuerza lateral se pueden obtener debido a una deflexión lateral que causa torsión en el cantilever. Esta puede ser causada tanto por una deformación topográfica en el barrido lateral como por la diferencia de roce que hay en la superficie.

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 Es un modo dinámico, el cuál utiliza la frecuencia de resonancia del cantilever y su amplitud de oscilación asociada, que generalmente se encuentra en el rango entre <math>20nm</math> a <math>100nm</math>. Cuando se llega a una máxima amplitud la punta toca la muestra, esto se hace de manera intermitente pasando de modo contacto a modo no contacto obteniendo de esta forma una señal alterna. Esta señal va hacia un filtro Lock-In el cual puede medir los cambios de fase de las oscilaciones provocados por las fuerzas de interacción actuando en el cantilever. Las fuerzas también provocan un cambio de amplitud que es captado después por el sistema de retroalimentación que compensa el cambio de amplitud subiendo la muestra.
-[[File:tappingmode.jpg|thumb|right|300px|Configuración para TappingMode<math>^{TM}</math> del AFM.]]
+[[File:Pantallazo-39.png|thumb|right|300px|Configuración para TappingMode<math>^{TM}</math> del AFM.]]
 Como la punta toca solamente la muestra en una oscilación, la probabilidad de dañar la punta es muy poca. Con este método intermitente de contacto también se pueden analizar muestras suaves y que tengan fluidos por adsorción, ya que como la punta va bajando hace una imagen topográfica sólo de la muestra sin tomar en cuenta el fluido que esta por encima de esta.

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	Este modo tiene la ventaja de que es más rápido que los otros (modo no contacto y tappingmode<math>^{TM}</math>) y a diferencia de los otros, es el único que puede obtener imágenes con resolución atómica. El gran problema de este modo es que las muestras no deben ser suaves (como muestras biológicas o polímeros) ya que hay muchas probabilidades de dañarlas al hacer el escanéo. Además de esto, aumenta la probabilidad de que en la punta queden "desechos" de la muestra y de esta manera afectar la imagen que se procesa.		Este modo tiene la ventaja de que es más rápido que los otros (modo no contacto y tappingmode<math>^{TM}</math>) y a diferencia de los otros, es el único que puede obtener imágenes con resolución atómica. El gran problema de este modo es que las muestras no deben ser suaves (como muestras biológicas o polímeros) ya que hay muchas probabilidades de dañarlas al hacer el escanéo. Además de esto, aumenta la probabilidad de que en la punta queden "desechos" de la muestra y de esta manera afectar la imagen que se procesa.
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		+	==== Operación en Modo Contacto ====
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		+	Para poder utilizar el modo contacto en el microscópio AFM de la facultad hay que seguir un proceso de calibración del aparato. Este proceso consiste en primero poder dirigir el láser hacia el cantilever. Esto se puede notar de forma visual cuando se ve un punto de luz debido al láser en el cantilever, y además en la muestra. Después de esto, se sube la muestra para buscar el contacto con la punta. Se puede subir de manera poco cuidadosa hasta que los puntos dos puntos luminosos producidos por el láser se unan; pero después de esto hay que tener mucho cuidado debido a que el contacto debe ser de forma "suave" para que no haya ruptura del cantilever.
		+	Una vez logrado esto, se procede a calibrar la señal que llega al detector de cuatro cuadrantes buscando que sea máxima. Esto se puede hacer moviendo los tornillos que se encuentran en el espejo de forma de que el haz reflejado en este lo podamos manipular. Si la intensidad aún es muy baja cuando el láser está bien dirigido al detector de cuatro cuadrantes, entonces quiere decir que el láser no se está reflejando de forma óptima en el cantilever y hay que comenzar a mover la dirección del haz con mucho cuidado. Por lo general una buena señal es cuando en el muntímetro, la suma de señales marca un valor de aproximadamente 1,3V.
		+	Ahora, una vez teniendo una buena señal se busca llegar al contacto para poder analizar la muestra, para esto utilizamos el sustema de control, donde se debe notar las señales en el del eje x e y mostradas en el multiplicador de señal, y en el eje z mostrada en el feedback. La señal en x se debe mantener en cero, y se comienza a subir la muestra de a poco y con mucho cuidado hasta que en el aparato feedback se pueda "sentir" la interacción de la punta con la muestra cuando la señal que capta al eje Z se mueva hacia abajo. Una vez logrado eso se "suelta" la punta moviendo la perilla de I-gain ubicada en el multiplicador de señales, y se vuelve a enganchar volviendo al valor de voltaje usado, y se repite el proceso de subir la muestra de a poco hasta que el detector del eje z en el feedback quede justo en el medio.
		+	Una vez logrado esto, se puede sacar una imagen usando el programa "Scanit", donde se ajustan los parámetros de medición y tiempo de acuerdo a la muestra a analizar.

	=== Modo No Contacto ===		=== Modo No Contacto ===