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Nanoindentación basada en espectroscopia de fuerzas con un microscopio de fuerza atómica Nanoindentation based on force spectroscopy with an atomic force

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Author(s): Mauricio Arroyave Franco

Journal: Ingeniería y Ciencia
ISSN 1794-9165

Volume: 4;
Issue: 8;
Start page: 85;
Date: 2008;
Original page

Keywords: fuerza atómica | espectroscopia de fuerzas | nanoindentación

ABSTRACT
Se presenta la implementación de un método para indentar superficies rígidas a nanoescala utilizando un microscopio de fuerza atómica (Atomic Force Mi-croscopy–AFM). Esta se basa en el modo de espectroscopia de fuerzas (Force Spectroscopy–FS) que usualmente se encuentra disponible en los AFM, la cual permite generar un movimiento vertical de la punta AFM sin desplazamiento lateral. Se hizo necesario caracterizar la fuerza aplicada por el AFM para producir la indentación a través de la determinación del factor de sensitividad de la viga AFM. Se pudieron obtener curvas de fuerza versus desplazamiento, características de los sistemas para nanoindentación dinámica Depth–Sensing Indentation (DSI), sin embargo estas curvas no son aptas para diagnóstico de propiedades mecánicas por el método de Oliver & Pharr. Fueron generadas huellas de indentación del orden de 1 nm de profundidad sobre silicio poli-cristalino y del orden de 50 nm de profundidad sobre aluminio aleado 6261. Estos resultados son prometedores en apliaciones con materiales de la era de la nanotecnología que deben ser evaluados en dichas escalas.An implementation of the method for surface indentation based on Atomic Force Microscopy (AFM), is presented. The implementation was done using the Force Spectroscopy (FS) usually enabled on this instruments which allow vertical movement of the AFM tip without lateral displacement. Determination of the sensitive factor of the AFM cantilever was necessary to know the applied forces in the indentation process. Force versus depth curves similar to Depth–Sensing Indentation (DSI) curves were obtained however these cannot be used for mechanical diagnostics with Oliver & Pharr method. Indentations about 1 nm and 50 nm of depth on polycrystalline Silicon and 6261 Aluminium alloy respectively were produced. These open important applicationsin materials nanotechnology.
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