Microscopía de Fuerza Atómica y micro-Ramam

Técnicas

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La Unidad AFM-MicroRaman combina dos técnicas diferentes. Por un lado, la Espectroscopía Raman que proporciona identificación química, y por otro la Microscopía de Fuerzas Atómicas que permite el registro de la topografía superficial de una muestra a escala nanométrica.

Servicio de Microscopía Raman Confocal

Combina un espectrómetro Raman (espectroscopía Raman) y un Microscopio Confocal.
Este microscopio permite mediante el efecto Raman, identificar y caracterizar de manera no destructiva y sin contacto la estructura química de casi cualquier compuesto, de manera que es posible identificar aisladamente partículas del orden de la micra.
El efecto Raman se produce cuando una radiación monocromática interacciona con el material generando una dispersión inelástica de la luz obteniendo, en general, una señal muy débil puesto que sólo 1 de aproximadamente 106 - 108 fotones incidentes contribuyen a la señal Raman resultante. La interacción de la radiación incidente con la materia produce cambios a nivel atómico que son detectados por el microscopio Raman y, por tanto, la señal Raman constituye una huella dactilar de cada muestra dando información inequívoca de su composición química y la estructura del material.

Servicio de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM)

Es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas atómicas o moleculares del orden de los nanonewton entre una punta de diámetro nanométrico y una muestra. De esta manera al ir rastreando la muestra con una punta muy afilada podemos registrar continuamente la topografía de su superficie, obteniendo así una imagen 2D y 3D de la superficie con una resolución de nanómetros (10-9 m), así como datos de rugosidad de manera simultánea.

Servicio de Microscopía de Fuerza Atómica + Raman-NTEGRA

Este servicio integra dos técnicas combinadas en un único sistema, microscopía de fuerzas atómicas (AFM) con espectroscopía Raman y microscopía confocal.
El registro simultáneo con precisión nanométrica de medidas AFM y mapping Raman de la misma área de la muestra proporcionan información complementaria esencial sobre las propiedades físicas, topografía, análisis de rugosidad (AFM) y composición química (Raman), con el objetivo de poder estudiar la distribución de las propiedades químicas con resolución molecular.

Aplicaciones

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Microscopio inVia Reflex Raman

Tiene aplicaciones en una amplia gama de campos:
Ciencias de la Tierra (Geoquímica) (identificación de gemas, piedras preciosas, inclusiones en minerales etc.), biología y ciencias de la vida (identificación de orgánulos y biomoléculas), medioambiente (determinación de contaminación por complejos metálicos en suelos, etc.), empresas de electrónica, semiconductores, farmacéuticas, ciencias de los materiales (estudio de polímeros, nanopartículas, thin films, compuestos inorgánicos, análisis de compuestos de carbono, nanotubos de carbono, grafeno, grafito, etc.), en bellas artes y humanidades (análisis de pinturas y pigmentos de obras de arte históricas como ayuda para una restauración precisa o una autenticación), en ciencias forenses o policía científica (identificación de drogas y explosivos), ciencias químicas y físicas.

Microscopio de Fuerzas Atómica (AFM)

Esta técnica ha sido esencial en el desarrollo de la nanotecnología para la caracterización y visualización de materiales a dimensiones nanométricas, con lo que tiene aplicaciones en multitud de ámbitos científicos:
Física, ciencia de los materiales (empresas de pinturas, industria automovilística, etc.), microelectrónica, ingenierías, química, capas finas (análisis de rugosidad superficial), biología y medicina (obtención de imágenes tridimensionales de proteínas, ADN etc.).

Microscopio AFM+Raman Ntegra Spectra

Debido a la combinación de dos técnicas complementarias tiene aplicaciones de gran interés:
Biología y medicina (análisis de estructuras biológicas), ciencias de los materiales (estudio de materiales de carbono, grafeno, nanotubos de carbono, nanoestructuras), polímeros, semiconductores, geoquímica (caracterización e identificación de inclusiones en minerales).

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Equipamiento

El equipamiento disponible:
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    Microscopio AFM-Nanoscope V (Bruker)

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    Posee un sistema de acercamiento automatizado y una electrónica para realizar microscopía de fuerza atómica de alta resolución, que permite trabajar, al aire, en modo contacto, tapping, fuerza lateral, además de poder realizar microscopía de fuerzas eléctricas y fuerzas magnéticas.

    Especificaciones técnicas


    Incluye una innovadora electrónica de bajo ruido para la obtención de imágenes más nítidas y con menor ruido mediante el controlador NanoScope V; Platina de muestreo XY con un rango de 2,0 mm. x 2,0 mm. Sistema de microscopio de video que permite la visualización óptica simultánea al registro con un objetivo de 10x, magnificación 450x, cámara CCD de alta resolución.


    Scanners de barrido


    • Scanner de barrido AFM vertical: 10 µm x 10 µm (X,Y) y 2,5 µm de amplitud vertical (Z).
    • Scanner de barrido AFM vertical: 120 µm x 120 µm (X,Y) y 5 µm de amplitud vertical (Z).
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    Microscopio AFM+Raman-Ntegra Spectra-NTMDT

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    Este sistema integra un espectrómetro Raman confocal y un microscopio de fuerzas atómicas (AFM) con un diseño óptico en configuración "up right", que ofrece mayor resolución óptica simultáneamente con el AFM, mayor eficiencia en colección de datos de la señal Raman simultáneamente con el AFM y está optimizado para muestras opacas.
    Microscopía Confocal soportado por la unidad mecano-óptica OMU.
    Medidas AFM en aire, modo contacto, tapping, además de poder realizar microscopía de fuerzas eléctricas y fuerzas magnéticas, litografía, etc.


    Especificaciones técnicas


    Detector: Cámara EMCCD Andor serie Newton y fotomultiplicador (PMT); microscopio de captura de video con sistema de iluminación y captura de imagen con cámara color CCD; cuatro redes de difracción disponibles; un objetivo: 100x; filtros para la región Rayleigh; escáner con sensores capacitativos tipo "close loop" que permite volver a la posición inicial de manera precisa, rango XYZ 100 x 100 x 10 µm.
    Resolución máxima de 400 nm para medidas simultáneas Raman + AFM.
    Líneas de excitación disponibles:532 nm y 785 nm.


    Sistemas de barrido


    Barrido por muestra XYZ mediante un escáner "close-loop", permite medir la topografía superficial de una zona determinada de la muestra al mismo tiempo que realiza un mapping Raman de la composición de esa misma zona con precisión nanométrica.

    Barrido por haz láser "close-loop", mediante un espejo piezo-eléctrico que facilita el mapping Raman confocal de manera más rápida y precisa.
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    Microscopio Invia Qontor Raman (RENISHAW)

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    Especificaciones técnicas


    Detector: Cámara CCD de alta sensibilidad y ultra-bajo ruido; Filtros para el control de la potencia del láser (amplio rango de potencia del láser); Sistema de difracción automático; Filtros para la región Rayleigh; Redes de difracción disponibles 2.400 l/mm y 1.200 l/mm. Mesa motorizada en X, Y y Z (pasos de 100 nm en X e Y y de 0.1 µm en Z). Accesorio para trabajar en configuración macro a 90°que permite registrar muestras líquidas.

    Microscopio Confocal

    Microscopio Leica DM27000 con videocámara de alta definición, binoculares, iluminación mediante luz reflejada; cuatro objetivos (5x, 20x, 50x,100x).

    El nuevo sistema Qontor dispone de varios dispositivos para realizar Mappings (trazado de mapa bidimensional que permite el registro de la señal Raman en las direcciones XY) y perfiles de profundidad (mapa en Z). Mapping Streamline Plus ultrarrápido permite la generación de imágenes Raman con un espectro completo de forma muy rápida. Mapping StreamHR (alta resolución) es un dispositivo de adquisición de mapa de alta resolución espacial, hasta pasos de medición de 100 nm que cuenta además con un nuevo software de procesamiento "Volume" dedicado al análisis de datos 3D. Nueva funcionalidad Live Track con enfoque automatizado instantáneo en tiempo real durante el mapping, permitiendo obtener mapas de superficies rugosas, irregulares y curvas.

    Líneas de excitación disponibles


    473 nm, 532 nm, 785 nm. Calibración interna para cada longitud de onda.
    Rango espectral: 100-4000 cm-1.
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  • Personal

    ¡Bienvenido!

    Cristina Ruano Frías

    Técnico Responsable
    Doctora en Química. Experiencia y formación específica en AFM y espectroscopía Raman. Asesoramiento científico.
    TELÉFONO
    +34 952137391
    CORREO
    cruano@uma.es
    DIRECCIÓN
    Bulevar Louis Pasteur 33
    Edificio SCAI
    Planta Primera BB-10
    29071 Málaga
    ¡Bienvenido!

    Francisco Javier Fortes Román

    Técnico Responsable
    Doctor en Químicas. Experiencia en tecnología láser aplicada al análisis de materiales. Cursos de especialización en técnicas de caracterización de superficies. Diseño e integración de equipos.
    TELÉFONO
    +34 952132204
    CORREO
    javierfortes@uma.es
    DIRECCIÓN
    Bulevar Louis Pasteur 33
    Edificio SCAI
    Planta Sótano AS-08
    290171 Málaga
  • Información adicional

    Microscopio Raman

    Tipo de muestras: Todo tipo de muestras sólidas (polvo, thin films, etc.) o líquidas.
    Preparación de la muestra: No se requiere preparación previa de la muestra. Las muestras sólidas se depositan sobre un porta muestras de vidrio. Para muestras líquidas el registro se hace en una cubeta de cuarzo de 1 cm de paso de luz.


    Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM)

    Tipo de muestras: Todo tipo de muestras sólidas y secas (no en polvo) bien fijadas con un tamaño inferior a 15 x15 x 6 mm. La altura máxima de la topografía a registrar debe ser menor de 5 µm y el área inferior a 100 µm2. Para muestras líquidas consultar con el técnico.
    Preparación de la muestra: No se requiere preparación previa de la muestra. La muestra se pega sobre un disco metálico con una cinta adhesiva de doble cara. Es imprescindible que la zona a registrar esté libre de cualquier tipo de contaminación, por ello no se debe manipular la zona de registro y se aconseja guardarla en un recipiente cerrado.
  • Portafolio de servicios

    • AFM001 Imagen Topográfica en 2D, 3D (modo contacto o tapping) + informe con análisis de rugosidad / h.
    • AFM002 Suplemento por soporte de mica.
    • AFM003 Microscopía Raman Renishaw / espectro rutina / ínea láser.
    • AFM004 Microscopía Raman Renishaw / h.
    • AFM005 Suplemento accesorio para líquidos Microscopía Raman.
    • AFM006 Autoservicio Microscopía Raman Renishaw / máx. 5 h.
    • AFM007 Microscopía AFM + Raman mapping / h.
  • Documentos de interés