CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

TRIANGULOS EN LA IMAGEN AFM ¿REALES O ARTEFACTOS? Joaquín Kluga, Daniel H. Brusab,c, Gabriela I. Lacconia, Clemar A. Schürrerb,c a INFIQC, Dpto de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, UNC. b CEMETRO UTN-Facultad Regional Córdoba. c FAMAF, UNC. - joaquinklug@gmail.com Todas las mediciones y técnicas de medidas son propensas a los artefactos, y la Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) no es la excepción. Por lo tanto, es fundamental para los usuarios de AFM poder distinguir entre las características reales de la muestra y las que provienen de los artefactos, a fin de evitar una incorrecta interpretación de la imagen al considerar un artefacto como una característica genuina de la muestra. Algunos artefactos pueden ser fácilmente evitados, si se tiene conocimiento de las características de la muestra y las posibles fuentes de error en la medición. Uno de los artefactos más comunes en imágenes AFM son aquellos directamente relacionados con la punta sonda usada para escanear las muestras. Debido a la técnica de medida, todas las imágenes AFM son una convolución de la topografía de las muestras con la forma de la punta. Si el radio de la punta es más pequeño que los detalles de la topografía en la muestra, se asume que la contribución de la punta a la imagen AFM es despreciable. Sin embargo, durante la medición se puede producir un desgaste, ruptura o contaminación de la punta, con lo cual la anterior suposición deja de ser válida. Cuando se obtienen imágenes AFM con una punta deteriorada uno de los efectos comunes observados es la aparición de patrones repetidos en las imágenes [1]. En particular, si se utilizan puntas de Silicio (cuya forma es una pirámide tetraédrica) que hayan sufrido algún deterioro, se registrarán patrones triangulares repetidos e igualmente orientados en la imagen. La presente comunicación se enfoca en el análisis de imágenes AFM que presentan patrones triangulares repetidos, y en la diferenciación entre triángulos artefactos y triángulos propios de la morfología de la muestra. El estudio se llevó a cabo utilizando distintos tipos de muestras de silicio cristalino con orientación (111) con superficies hidrogenadas u oxidadas. Para las mediciones se utilizaron diferentes tipos de puntas en diferentes microscopios AFM, realizando las medidas en modo contacto (en donde la punta y la superficie de la muestra están en contacto durante la medición). Las imágenes obtenidas presentan patrones triangulares repetidos y en algunos casos, corresponden a artefactos debido a la punta dañada, mientras que en otros, son características de la morfología superficial de la muestra. En la figura 1 se presentan cuatro imágenes de topografía AFM con patrones de triángulos repetidos. Las imágenes (a) y (c) corresponden a una superficie de silicio oxidada, mientras que las imágenes (b) y (d) corresponden a una superficie hidrogenada de silicio. Las imágenes (a) y (b) son de 5μm x 5μm y las imágenes imagen (c) y (d) son de 1μm x 1μm. Los triángulos observados en las imágenes de la superficie de silicio oxidada (a) y (c) corresponden a artefactos debido a la punta rota, mientras que los triángulos observados en las imágenes de la muestra de silicio hidrogenado, son genuinos de la superficie. Para poder diferenciar los triángulos artefactos de los reales se realizó un análisis cuidadoso comparando el tamaño, forma y orientación de los triángulos en las imágenes. Este análisis incluyó el estudio de la relación entre la orientación de los triángulos y la rotación de la muestra respecto a la punta. Por otro lado, se analizó la punta utilizada en las medidas de las muestras de silicio oxidado mediante microscopía de barrido electrónico (SEM), confirmando que la misma se encuentra rota. Un factor importante en el análisis es conocer si las características de las muestras permiten la generación de estructuras triangulares regulares en sus superficies.