Scanning probe microscopy: AFM (Atomic Force Microscopy)

El servicio de micro y nanofabricación (MiNa) del Instituto de Microelectrónica de Madrid (IMM) une el Laboratorio de Litografía de Alta Resolución (LAB-LAR) con el resto del equipamiento de la Sala de Fabricación del IMM. El LAB-LAR pertenece a la Red de Laboratorios e Infraestructuras de Investigación de la Comunidad de Madrid disponiendo de la certificación de calidad ISO 9001. MiNa oferta un servicio flexible adaptando la tecnología al usuario, abarcando desde procesos básicos de fabricación que constan de una sola etapa, hasta procesos de fabricación multi-etapa, ofreciendo la posibilidad de fabricar estructuras complejas sin las restricciones impuestas por una Sala Blanca convencional. Nuestra amplia experiencia, pionera en el desarrollo de la nanotecnología en España, permite ofrecer procesos tecnológicos más allá de los estándares. Destacamos la litografía de alta resolución por haz de electrones y la litografía de ultra alta resolución por haz de iones en grandes áreas.

La misión del Servicio es prestar soporte y asesoramiento a los organismos públicos y privados que así lo soliciten. El servicio consta de tres divisiones: Caracterización de Superficies y recubrimientos: cuenta con un perfilómetro 3D óptico, un nano-indentador y un microscopio de sonda local, que, permiten realizar topografías de superficies, desde los milímetros a los nanómetros, así como estudios de propiedades elásticas y otras propiedades físicas en el rango de la nanoescala. Análisis Elemental: permite la determinación de la composición porcentual de carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre, de forma simultánea, de una muestra o compuesto en estado sólido o líquido. Análisis Térmico: estudia los cambios producidos en alguna propiedad del material en función de la temperatura. Cuenta con equipos de calorimetría diferencial de barrido (determinación de absorciones y emisiones de calor vs temperatura), y termogravimetría (determinación la variación de masa vs temperatura

El Servicio de Caracterización y Asistencia Científico-Técnica fue reestructurado en 2009. Supone una herramienta fundamental para el apoyo de la investigación de los diferentes grupos y departamentos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros, centralizando el equipamiento más sofisticado a cuyo cargo se encuentran técnicos especializados. El propósito es el análisis y caracterización de materiales poliméricos para obtener información completa sobre su composición, morfología, estructura, propiedades, etc. Asimismo, el de proporcionar asistencia y apoyo cientifico-técnico a empresas y otros centro de investigación. El servicio está organizado en varias unidades (ver condiciones del servicio)

El servicio dispone de diferentes técnicas de caracterización óptica de materiales y que incluyen varias modalidades de microscopía óptica (trasmisión, reflexión, fluorescencia, contraste interferencial y de fase), espectrofotometría y medidas de reflectancia especular y difusa, elipsometría espectroscópica, medidas de luminiscencia y determinación de vidas medias en el visible e IR cercano y de caracterización de guías de onda también en el visible e IR cercano.

La Unidad de Ensayos gestiona una serie de técnicas instrumentales y de caracterización fisico-quimicas para el ensayo y análisis de materiales de construcción. Tanto de los constituyentes como de los productos. Principalmente se analizan materiales en base cemento, como morteros y hormigones, y los constituyentes de estos.Cada una de las técnicas son de carácter general y se aplican a diferentes lineas de investigación. Es necesaria la utilización de diferentes técnicas para el análisis de los materiales, ya que su estudio incluye su fabricación, caracterización, durabilidad y vida en servicio; así como el análisis de su potencial deterioro debido a su interacción con el medioambiente así como con otros factores

Servicio de Microscopia de Fuerzas Atómicas (AFM). Realización de imágenes de topografía, tanto en modo contacto como en dinámico, incluyendo imágenes específicas para contraste de fase, AFM bimodal, así como Microscopia de Fuerzas Laterales. La máxima precisión factible es de 0.02 nm, y la área máxima de scan 90x90x15 um3 en X/Y/Z. Caracterización mediante modos avanzados de AFM: (i) AFM de conducción, en donde se utiliza el módulo Resiscope V2 para medir corriente desde los pA hasta mA, aplicando hasta ±10V. (ii) Análisis mediante Microscopia de Piezorespuesta (PFM), incluyendo alta frecuencia y voltaje (hasta 3 MHz y 70 Vpp). (iii) Microscopia de Fuerzas Kelvin (KFM), en modo de pasada única, utilizando dos modos de resonancia, el primero es topográfico, mientras que el segundo obtiene la señal eléctrica. (iv) Microscopia de Fuerzas Eléctricas (EFM) y (v) Magnéticas (MFM). (vi) También se pueden realizar experimentos de nanolitografía SPM (electroquímica y por rayado).

Caracterización morfológica y microanalítica de materiales orgánicos e inorgánicos mediante imágenes electrónicas y microanálisis de rayos X por dispersión de energía. Dependiendo de los detectores que tengan los diferentes microscopios es posible obtener imágenes de electrones secundarios, retrodispersados, transmitidos, etc. imágenes que proporcionan información morfológica y composicional. Mediante el detector de rayos X acoplado al SEM, al cual le llegan los rayos X generados en la muestra por interacción del haz de electrones, se obtiene información microanalítica cualitativa o cuantitativa de las diferentes áreas de observación.

El servicio de caracterización SOFTMATPOL auna diversas técnicas físicas. En concreto: - Microscopio de Fuerza Atómica. Modelo Bruker Multimode 8 equipado con el controlador Nanoscope V. - Calorimetría diferencial de barrido, DSC. Calorímetro Perkin Elmer 8500 y un Calorímetro TA Instruments. - Espectroscopia dieléctrica (Espectrómetro dieléctrico NOVOCONTROL) para la caracterización de propiedades dieléctricas (constante dieléctrica, factor de pérdidas, conductividad...) de materiales en un amplio rango de frecuencia (0.01 Hz hasta 109Hz) y temperatura (de -150C hasta 150C) - Dispersión de rayos X a bajo ángulo. Modelo Nanostar C, para la realización de experimentos a temperatura ambiente en diferentes ambientes, y a temperaturas controladas (entre 20C y 300C)