Confocal Raman Microscopy Coupled with AFM

Microscopio RAMAN CONFOCAL con AFM

WITec / ALPHA 300AR.

El equipo combina las potencialidades de un Microscopio de Fuerzas Atómicas, MFA, con las potencialidades para la caracterización composicional y estructural de materiales a escala submicrométrica que permite la Espectroscopia Raman Confocal. El sistema permite la obtención de imágenes topográficas de alta resolución por MFA (hasta 3 nm de resolución lateral, dependiente de las puntas empleadas); imágenes y cuantificación de variación de las propiedades elásticas de la superficie de los materiales; y una caracterización estructural mediante espectroscopia Raman con resolución espacial de 300 nm. El sistema se completa con un criostato con un rango de temperaturas de –196 a 600ºC. Algunas características singulares de este equipo, único en España, son:

• Combina las potencialidades de un Microscopio de Fuerzas Atómicas, AFM, con análisis estructural de los constituyentes mediante técnicas de modos acústicos con fuerzas laterales, PFM, y de Espectroscopia Raman Confocal, CR.
• Permiten una caracterización no destructiva de los materiales con respecto a su composición química, alta resolución topográfica en 3D y determinación de las características mecánicas (dureza, adhesión y viscosidad) de la superficie del material.
• Incluye la determinación de propiedades como dureza y adhesión. El sistema elimina el posible daño superficial resultado de los barridos en modo de contacto sobre muestras blandas.
• Permite obtener curvas de fuerza-desplazamiento para la determinación de: fuerzas de van der Waals en ausencia de otras fuerzas, fuerzas repulsivas electroestáticas de doble capa en medios líquidos; curvas de nanoindentación en materiales elásticos; rigidez y dureza; nanoabrasión y fuerzas adhesivas, entre otras. El sistema permite formar una imagen con la diferencia de fuerzas en el área seleccionada respecto a un punto que se toma como línea base, generando una imagen, por ejemplo, de las diferentes fuerzas adhesivas de un material tipo composite.
• Permite obtener un espectro Raman para volúmenes de muestra por debajo de 0.07 μm3 y obtener mapas tridimensionales de los espectros Raman existentes en una muestra con una alta resolución espacial. En este caso, cada píxel de la imagen contiene la información de un espectro Raman completo, alcanzado hasta un máximo de 1024 x 1024 píxeles en un tiempo adecuado. La resolución óptica del sistema confocal alcanza 300 nm laterales y 700 nm de profundidad.
• El diafragma localizado en el plano focal posterior del microscopio proporciona una resolución en profundidad muy elevada con una señal de ruido muy baja.
• Posibilidad de medida bajo condiciones ambientales o en el seno de un líquido. Para las diferentes mediciones la muestra se monta en una tabla de barrido piezoeléctrica con rangos de barrido típicos de 250×250 μm2 y movimientos en el eje z de hasta 20 μm.
• Criostato de pletina de calentamiento y enfriamiento compatible con los distintos modos de microscopía Raman y con anclaje para reducción de vibración que permiten operar en un rango de temperatura de –196ºC hasta 600ºC. Este sistema resulta idóneo para la investigación de las propiedades de materiales cerámicos en función de la temperatura, y en particular para estudios de transiciones de fases.
• Medida en presencia de una atmósfera controlada.