Voladizos de referencia estándar para microscopía de fuerza atómica calibración constante de resorte

La microscopía de fuerza atómica (AFM) es una técnica popular para interrogar superficies en escalas micro y nano. El uso más común de AFM es la obtención de imágenes; sin embargo, existe una variedad de técnicas AFM más especializadas que se pueden usar para determinar las propiedades eléctricas, mecánicas y químicas de las superficies. Para controlar adecuadamente la aplicación de fuerzas a las superficies para estas técnicas (especialmente las mediciones de propiedades mecánicas), se deben usar calibraciones precisas de rigidez de los voladizos de prueba.

Hay una variedad de técnicas de calibración de rigidez en voladizo de prueba disponibles, basadas en métodos dimensionales, de fuerza y ​​desplazamiento estáticos y de vibración dinámica, pero en general, estos tienen grandes incertidumbres en el rango de ± 10% a ± 30% y precisión desconocida. Las técnicas de balanza calibrada más rigurosas, con trazabilidad SI, han sido pioneras, en su mayoría por los Institutos Nacionales de Metrología (NMI), pero su complejidad, costo y operación lenta las convierten en una técnica fuera del alcance de la mayoría de los investigadores de AFM. Los voladizos de referencia representados por NIST SRM 3461 son un artefacto de calibración de fuerza exacto y preciso para usar en el campo.

SRM 3461 es un dispositivo microfabricado de silicio que contiene siete voladizos de longitud de carga y rigidez que se utiliza para validar métodos para determinar la rigidez de los voladizos del microscopio de fuerza atómica (AFM), así como para calibrar directamente los voladizos de prueba AFM utilizando el método de voladizo de referencia.

Una unidad de SRM 3461 consta de un dispositivo microfabricado de silicio de aproximadamente 1,6 mm por 3,0 mm que contiene una matriz de siete (7) voladizos rectangulares uniformes de longitud y rigidez variables en el extremo. Cada voladizo tiene nominalmente 50 μm de ancho y 1,45 μm de espesor con longitudes de 300 μm a 600 μm en pasos de 50 μm. El dispositivo viene adherido a una película de gel de polidimetilsiloxano (PDMS) en un recinto protector antiestático con una parte superior removible. Se puede usar tal cual quitando temporalmente la tapa o se puede transferir con cuidado a un soporte alternativo apropiado. SRM 3461 fue microfabricado, empacado y calibrado en un ambiente de sala limpia para minimizar la exposición al polvo, desechos y contaminantes. El embalaje proporcionado está destinado a proteger el dispositivo durante el envío y el almacenamiento en entornos de laboratorio que no sean salas blancas. El dispositivo debe almacenarse a temperatura ambiente (20 °C ± 5 °C) cuando no esté en uso.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía del NIST. Leer la historia original aquí.