Medidas topográficas en superficies atómicamente planas en condiciones ambiente mediante un microscopio de efecto túnel, un enfoque didáctico

Abstract

Uno de los grandes avances en la nanotecnología fue el desarrollo del microscopio de efecto túnel, herramienta que ha permitido poder manipular átomos, moléculas, estudiar el transporte electrónico en un solo átomo e incluso la obtención de imágenes con precisión atómica en superficies eléctricamente conductoras. En este artículo describimos el microscopio de efecto túnel, su funcionamiento, una metodología de calibración y cómo medir topografía de superficies planas con una resolución atómica en condiciones ambiente. Todo ello desde un punto de vista didáctico para los nuevos usuarios o investigadores no familiarizados con la técnica. Dependiendo del tipo de medida y calibración, se usaron dos tipos de muestras conductoras, el oro orientado en la dirección cristalográfica (111) y el grafito pirolítico altamente orientado (HOPG).One of the great advances in nanotechnology has been the development of the scanning tunneling microscope, a tool that permits the manipulation of atoms and molecules, the study of electron transport in a single atom, and the generation of images with atomic precision in electrically conductive surfaces. In this paper we describe the tunneling microscope, its operation, a calibration methodology, and how to make topographic measurements on flat surfaces with atomic resolution at room conditions. This is done from a didactic point of view, intended to assist new users or researchers unfamiliar with the technique. Depending on the type of measurement and calibration, we used two conductive samples, gold (111) oriented along the crystallographic direction, and highly oriented pyrolytic graphite (HOPG).Um dos grandes avanços na nanotecnologia foi o desenvolvimento do microscópio de tunelamento quântico, ferramenta que tem permitido a manipulação de átomos, moléculas, o estudo do transporte eletrônico em um só átomo, e inclusive, a obtenção de imagens de precisão atómica em superfícies eletricamente condutoras. Neste artigo descrevemos o microscópio de tunelamento quântico, seu funcionamento, uma metodologia de calibração e como medir topografia de superfícies planas com uma resolução atômica em condições ambiente. Tudo isso desde um ponto de vista didático para os novos usuários ou pesquisadores não familiarizados com a técnica. Dependendo do tipo de medida e calibração, foram usadas dos tipos de amostras condutoras, o ouro orientado na direção cristalográfica (111) e o grafite pirolítico altamente orientado (HOPG).