Microscopías de campo cercano

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Microscopías de campo cercano 
 
1 Microscopía de campo cercano 
Las técnicas de microscopía de campos cercano SPM (del inglés Scanning Probe 
Microscopy) consisten en aproximar un objeto muy agudo, punta o 
sonda (traducción de probe del inglés) a una superficie que se quiera visualizar 
y/o medir la interacción entre la punta y la superficie.Desplazando la punta sobre 
la superficie (en inglés scanning) se obtiene un mapa de esta interacción y por lo 
tanto una imagen de la muestra en estudio. En función de la interacción que se 
utilice tenemos los diversos microscopios que abarcan esta técnica. Así, el 
microscopio de efecto túnel STM (Scanning Tunnelling Microscope) mide la 
corriente eléctrica que aparece entre punta y muestra cuando aplicamos una 
diferencia de potencial entre ambas. 
 
Figura 1: Punta o sonda de un microscopio de fuerza atómica (AFM) 
En la imagen podemos ver la punta o sonda de un microscopio de fuerza 
atómica (AFM), la misma interactúa con la superficie que se desea evaluar o 
medir. 
El microscopio de fuerzas AFM (Microscopía de Fuerza Atómica) mide las fuerzas 
de la interacción que haya entre punta y muestra cuando se encuentran 
próximas. El microscopio de fuerzas magnéticas MFM (Microscopio de Fuerza 
Magnética) es una variante del AFM donde se mide la interacción magnética. El 
microscopio óptico de campo cercano SNOM (Microscopio Óptico de Campo 
Cercano) mide la luz evanescente reflejada o trasmitida por la muestra. Todos 
estos estos parámetros de interacción decaen rápidamente con la distancia, por 
esta razón la distancia entre punta y muestra en estos microscopios sea del orden 
o inferior al nanómetro (1 nanómetro es la millonésima parte de 1 metros) y es lo 
que hace que estas técnicas sean tan delicadas y sensibles a pequeñas 
vibraciones y ruidos, por otro lado, esta técnica proporciona alta resolución, 
llegando incluso a hacer visibles los átomos de las superficies que observamos. En 
las imágenes vemos a la izquierda un equipo desarrollado en el año 1987 por el 
INTI y la empresa Magiclick, a la derecha la imagen obtenida de átomos de 
carbono por la técnica STM. 
 
Figura 2: A la izquierda vemos el microscopio de efecto túnel desarrollado en INTI 
junto con la empresa Magiclick, presentado internacionalmente en 1987 como 
“Battery Operated STM”. A la derecha las primeras imágenes de átomos 
observadas en Latinoamérica con el STM del INTI. Se observan 8 átomos de 
carbono (en grafito) en la parte inferior. 
Desde la invención del microscopio de efecto túnel (STM) en 1982 por Binning y 
Rohrer (investigadores que comparten el premio Nóbel de Física de 1986 por dicha 
invención) esta técnica y en general las técnicas que conforman la microscopía 
de campo cercano (SPM: STM, AFM, SNOM, MFM) han obtenido una relevancia 
creciente en las diversas áreas de investigación de Física, Química y Biología. Así, 
la comunidad de investigación dedicada a esta técnica, o que emplea esta 
técnica como herramienta base, ha superado con creces en menos de 20 años a 
las comunidades de otras técnicas microscópicas, que cuentan con muchos más 
años de desarrollo. También se debe destacar que las técnicas de campo 
cercano han logrado imponerse debido a su menor costo y simplicidad de uso y 
mantenimiento. 
En nuestro país se dispone de un número considerable de estos microscopios, 
además el MinCyT y CICyT han desarrollado una plataforma virtual de búsqueda y 
reserva de turnos de microscopios, cuyo link 
es: http://www.microscopia.mincyt.gob.ar/ 
 
Microscopía de efecto túnel y fuerza atómica 
Microscopia de Efecto Túnel (STM): esta técnica utiliza una punta muy aguda y 
conductora, luego se aplica una diferencia de potencial entre la punta y la 
muestra que se está relevando, la punta se va acercando a unos 10 Å de la 
muestra, los electrones de la muestra fluyen hacia la punta, “túnel”, o viceversa 
según el signo del voltaje aplicado. Para que ocurra una corriente túnel tanto la 
muestra como la punta han de ser conductores o semiconductores. La imagen 
obtenida corresponde a la densidad electrónica de los estados de la superficie. La 
corriente túnel es una función que varía de modo exponencial con la distancia. 
Esta dependencia exponencial hace que la técnica STM tenga una alta 
sensibilidad, pudiéndose obtener imágenes con resoluciones cercanas al 
Ansgtrom (1x10e-10 m). Esta técnica se puede utilizar en modo de altura o 
corriente constante.