Imágenes de conductividad térmica en la nano-escala usando puntas de AFM opto-mecánicas

PEREZ MORELO, DIEGO; MINGKANG WANG; AKSYUK, VLADIMIR; ANDREA CENTRONE

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados (NANO2022)- Mejor Poster en Mirco y Nano fabricación; 2022

Universidad de Rio Cuarto

Las propiedades térmicas de los materiales a menudo se determinan midiendo los procesos de termalización; sin embargo, tales mediciones en la nano-escala son un desafío porque requieren una alta sensibilidad simultáneamente con alta resolución temporal y espacial. En este trabajo hemos desarrollamos una punta de AFM opto-mecánica, con bajo ruido de detección ≈1 fm/Hz1/2 que mide la dinámica de termalización con una resolución temporal ≈10 ns, una resolución espacial de ≈35 nm y una alta sensibilidad [1,2]. La combinación de la técnica de AFM con técnicas de espectroscopía infrarroja es conocida como PTIR (Photothermal Induced Resonance). Esta técnica, además de darnos información sobre la topografía y composiciónquímica de la muestra [1], nos permitirá obtener imágenes de la conductividad térmica 6000 veces más rápido que técnicas convencionales tales como Termoreflectancia en dominio del tiempo. Como demostración de la técnica, mostraremos los resultados obtenidos para una muestra micro-fabricada de fotoresina SU-8 con un diámetro de ≈3.0 μm y un espesor que varía continuamente alcanzando ≈220 nm en el punto más alto [3]. La Figura 1 muestra el arreglo experimental usado. Los últimos avances en la fabricación de las puntas AFM opto-mecánicas y su aplicación en la técnica de PTIR para la obtención de mapas de conductividad térmica en la nano-escala son presentados y discutidos en este trabajo.