En el método de calibración de fuerza lateral diamagnética, un voladizo de AFM (que se muestra aquí es un voladizo de HammerHead del NIST) presiona contra la superficie de una pieza de grafito que levita en un campo magnético. Cuando el campo magnético se mueve horizontalmente en el AFM, La fricción entre la punta del AFM y la superficie de grafito hace que el voladizo se tuerza. Este giro conduce a un cambio en la señal lateral en el AFM que se utiliza para calibrar la fricción directamente, basado en la constante de resorte del grafito en el campo magnético.
(PhysOrg.com) - Investigadores del NIST Center for Nanoscale Science and Technology y del NIST Material Measurement Laboratory han demostrado que una técnica más simple para calibrar la sensibilidad lateral en un microscopio de fuerza atómica (AFM) concuerda con un método anterior desarrollado en NIST para dentro del 5%.
La equivalencia de estos dos métodos independientes representa un paso importante hacia la precisión rastreable en la microscopía de fuerza lateral y permitirá a los científicos comprender mejor los orígenes de la fricción a escala atómica en una amplia gama de materiales.
El método "HammerHead" (HH) del NIST se basa en el posicionamiento preciso de los brazos de un voladizo en forma de T sobre marcas de alineación bien definidas en una superficie; se aplica un par en diferentes lugares del brazo en voladizo presionándolo contra una pequeña esfera unida al borde de la superficie.
La relación entre el cambio en la señal normal (vertical) y la señal lateral se puede utilizar para calibrar la sensibilidad y extraer las fuerzas de fricción correspondientes a las señales laterales medidas durante un experimento.
El nuevo método "Calibrador de fuerza lateral diamagnético" (D-LFC), desarrollado en la Universidad de Brown, requiere menos mediciones independientes. El voladizo AFM presiona contra la superficie de una pieza de grafito que levita en un campo magnético. Cuando el campo magnético se mueve horizontalmente en el AFM, el grafito levitante se comporta como una masa en un resorte muy débil.
El grafito aplica una fuerza lateral a la punta del voladizo AFM, haciendo que el voladizo se tuerza. Este giro conduce a un cambio en la señal lateral en el AFM que se puede utilizar para calibrar la fricción directamente, sin necesidad de una medición independiente de la señal normal.
Si bien el método D-LFC es preferible para la mayoría de las circunstancias, porque usa menos parámetros y por lo tanto tiene mayor precisión, El método HH puede resultar ventajoso si se debe evitar el contacto entre la punta de la sonda y la superficie de calibración.
Los investigadores creen que la precisión general y la comparabilidad de estos dos métodos establece la importancia del método D-LFC como una herramienta valiosa para unificar las mediciones cuantitativas de la fricción a nanoescala. y establece un camino potencial hacia el desarrollo de estándares de fuerza lateral.
