Manufactura de celda líquida para AFM

Abstract

El avance tecnológico se ha visto en la necesidad de incrementar la capacidad y velocidad de funcionamiento de los diferentes dispositivos en el sector industrial, obteniendo paralelamente beneficios, tales como mayor precisión y disminución de costos de producción. El concepto de micro y nanotecnología engloba aquellos campos de la ciencia y la técnica en los que se estudian, obtienen y/o manipulan de forma controlada materiales, sustancias y dispositivos de miniaturizados, en general en la escala de micrómetros o inferiores a esta, como en la escala nanométrica. Por este motivo la investigación en sus diferentes disciplinas está muy enfocada en desarrollar nuevas técnicas para la fabricación y caracterización de nuevos materiales y dispositivos que incrementen el desempeño en la calidad de vida y paralelamente la competitividad en el sector productivo. Al enfatizar en las necesidades de las nuevas tecnologías, se atraen como beneficios como la portabilidad, economía, rapidez y precisión, además de permitir construir componentes miniaturizados manteniendo la funcionalidad de los de mayor tamaño. Entre los instrumentos íntimamente asociados con la micro y nanociencia, el Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) se ha convertido en una técnica líder dentro de las técnicas de barrido con sonda, siendo ampliamente reconocida en la industria de los semiconductores y del almacenamiento electrónico.El desarrollo del AFM ha sido posible gracias a la confluencia de los avances en diversos ámbitos tecnológicos: microfabricación, accionamiento piezoeléctrico, la informática digital de alta velocidad, la electrónica y la optoelectrónica, y control de ruidos. El resultado es un instrumento que además de proporcionar una visión comprensible intuitivamente de las superficies en tres dimensiones con imágenes y la resolución en el orden de Angstrom, también facilita un entorno interactivo en el que se pueda controlar y modificar el la estructura molecular y los atómica de la superficie estudiada. En este trabajo se realizó el diseño y manufactura bajo una metodología secuencial de miniaturización de un componente llamado “celda líquida” perteneciente al Microscopio de Fuerza Atómica JEOL 5200, del laboratorio de la SEPI ESIME Azc. Con la finalidad de resaltar los parámetros involucrados en la secuencia de fabricación, y ofreciendo un componente miniaturizado con los beneficios en tiempo, costo y versatilidad de una técnica de manufactura aplicada.

Technology focuses its advances in the increment of the speed response and price reduction. Micro and nanotechnology considers the study and development of material, products and advices constructed in the micrometer on even nanometer scale, increasing the performance of the products and market acceptance. Certain benefits am obtained with the implementation of miniaturized technology such as portability, energy savings, profitability, etc., allowing the construction of miniaturized products that keep the benefits of the original macro devices. Among several instruments associated with the micro and nanotechnology, the Atomic Force Microscope or AFM is one of the most important tools to consider. The development of the AFM considers technological advances coming from the electronics, optics, microfabrication, piezoelectric technology, and computer programming among others. As a result of this technological convergence, an important measuring instrument was developed, with that ability of creating, powerful, computerized images of material, surfaces or even atoms. Together with the 3D images, the AFM provides information regarding several characteristics of the AFM provides of the analyzed material.In this work, the development of a fluid cell for a JEOL 5200 AFM is presented. The AFM laboratory of the IPN-SEPI- ESIME will benefit with the construction of this prototype at an affordable price. Besides of that, a concentrated study of, miniaturization techniques will be included.