Dinámica de la microscopía de fuerzas con modulación de amplitud descripción teórica e implicaciones experimentales

Abstract

El trabajo de investigación recogido en la tesis se enmarca en el campo del desarrollo de la Microscopía de Fuerzas. La línea de investigación de la tesis responde al objetivo general de optimizar el rendimiento experimental de la técnica de modulación de amplitud, para lo cual se ha elaborado un modelo teórico que permite describir, analizar y predecir su funcionamiento. Por otro lado, se presentan diversos experimentos que demuestran la validez y relevancia de las conclusiones obteniedas de la aplicación del modelo. El modelo teórico se basa en un oscilador no lineal de masa puntual. La interacción punta-muestra consdierada incluye fuerzas atractivas (van de Waals) y repulsivas (modelos DMT y JKR). Las principales conclusiones de la aplicación del modelo son la coexistencia de estados de oscilación de la micropalanca del microscopio y la aparición de un régimen de interacción punta-muestra atractivo y otro repulsivo, determinados por el signo del promedio de la fuerza de interacción. Esta magnitud, junto con la energía disipada en la interacción punta-muestra, es lamagnitud que gobierna el comportamiento de la amplitud de la oscilación de la micropalanca, según se demuestra mediante una nueva aproximación analítica desarrollada en la tesis. Los cálculos y los experimentos realizados sobre muestras de antincuerpos individuales y diversas nanoestructuras muestran que la coexistencia de soluciones desempeña un papel clave en la estabilidad de la adquisición de imágenes, mientras que la selección del régimen de interacción adecuado, en función de las propiedades de la muestra, resulta fundamental para optimizar la resolución espacial de la técnica.