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Equipment and Methodology for Multi-Dimensional Scanning Probe Microscopy

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Caracterización de materiales a la primera pasada

Científicos financiados con fondos europeos han producido un microscopio de sonda de barrido (SPM) polivalente capaz de medir, al mismo tiempo y a nivel atómico, cambios conformacionales, estados de energía y fuerzas.

Tecnologías industriales

La caracterización de las superficies en las que los materiales interactúan con otros permite obtener un conocimiento detallado de las propiedades químicas, eléctricas y mecánicas de los mismos. Con esta información es posible además proceder al diseño basado en el conocimiento de materiales, dispositivos y componentes innovadores. Los SPM ya son capaces de generar imágenes con resolución atómica e incluso registrar cambios conformacionales moleculares. Introduciendo variaciones en la corriente de polarización entre el vértice de la sonda y la muestra, mediante una técnica denominada espectroscopía por efecto túnel de rastreo (STS), se puede obtener información detallada sobre los espectros energéticos y el estado electrónico. El equipo de científicos mencionado puso en marcha el proyecto «Equipment and methodology for multi-dimensional scanning probe microscopy» (MDSPM) para añadir una dimensión adicional a la ya muy potente técnica de STS. En MDSPM se ocuparon del desarrollo de un microscopio de sonda de barrido multidimensional (MDSPM) de baja temperatura y a vacío ultra alto (UHV) con capacidad de medición de la disipación de energía y fuerza bidimensional. En concreto, la sofisticación del instrumental amplía las capacidades de la STS para que logre medir la disipación de energía y fuerza asociada a cualquier tipo de fluctuación aleatoria de la fuerza, como átomos o moléculas en vibración, con una sensibilidad sin precedentes. La complejidad técnica del proyecto planteó gran cantidad de retos y, a pesar de que aún no está disponible para su comercialización, se logró diseñar y fabricar dos instrumentos de MDSPM de gran modularidad en laboratorios asociados que cumplen con todos los requisitos funcionales descritos en los objetivos del proyecto. El potencial del instrumental para proporcionar resultados científicos hasta ahora imposibles mediante microscopía de fuerza de barrido (SFM) convencional ya ha dado lugar a nuevos proyectos científicos basados en esta tecnología. A los logros se suma el contrato industrial firmado entre el equipo responsable e Intel para aprovechar el instrumental de MDSPM. MDSPM creó un microscopio de sonda de barrido (SPM) multidimensional extremadamente potente que revolucionará la investigación de los materiales y sus propiedades. Los resultados podrían dar paso a una revolución en el ámbito de los SPM, dada la posibilidad de conocer al detalle las configuraciones atómicas y moleculares, los estados de energía y electrónicos y los campos de fuerza de manera simultánea y con gran precisión sirviéndose de un único instrumento.

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