1. Scanning Tunneling Microscope (STM) MICROSCOPIO DE EFECTO TNEL Universidad de Concepcin Facultad de Ciencias Qumicas Departamento Ciencias de la Tierra Edson Vivanco Olivares Odontologa 3 de Octubre 2013

2. Introduccin Un microscopio de efecto tnel (STM por sus siglas en ingls) es un instrumento para tomar imgenes de superficies a nivel atmico. Su desarrollo en 1981 hizo ganar a sus inventores, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer (de IBM Zrich), el Premio Nobel de Fsica en 1986. 3. Objetivos Descripcin de la tcnica empleada en el Microscopio de Efecto Tnel. Conocimiento del funcionamiento del equipo. Anlisis de imgenes y fotografas en el rea de la Odontologa bajo esta tcnica . 4. Principios de Funcionamiento del STM Se acerca una punta metlica afilada a una superficie y se aplica una tensin entre punta y muestra Un acercamiento de una cabeza de microscopio de efecto tnel simple usando una punta de platino-iridio. 5. Se establece una corriente cuando la punta est a unas pocas distancias interatmicas de la muestra. Se barre sobre la muestra con actuadores piezoelctricos, cuyo movimiento vertical (z) es manejado por un lazo de control electrnico Las variaciones de corriente o de seal al piezoelctrico z se asocian a la topografa y densidad electrnica de la muestra 6. Efecto Tnel En mecnica cuntica, es un fenmeno nanoscpico por el que una partcula viola los principios de la mecnica clsica penetrando una barrera de potencial o impedancia mayor que la energa cintica de la propia partcula. 7. a.-Esquema de un microscopio de efecto tnel ( T electrodo con punta sujeta sobre tres piezas piezoelctricos ortogonales, X, Y y Z, B muestra y L sistema de acercamiento de la muestra a la punta. b.- Modo de operacin en el que se mantiene constante la corriente tnel. 8. Todas las imgenes producidas por STM estn en escala de grises, con color opcionalmente aadido en post- procesado para enfatizar visualmente caractersticas importantes. Primera imagen atmica relevada con STM, la llamada reconstruccin S (111)7x7 Binnig, Ronher et. al. PRL 50, 120, 1983. 9. Animacin que muestra el efecto tnel y su aplicacin 10. Instrumentacin Los componentes de un STM incluyen la punta de exploracin, un piezoelctrico de altura controlada, escner x-y, control muestra-a-punta, sistema de aislamiento de vibraciones, y computadora. 11. Limite de Resolucin microscopio de efecto tnel una gran resolucin (de hasta 0.01 ) en la direccin perpendicular a la superficie. La gran resolucin horizontal (por debajo de los 2 ) se debe a que la punta macroscpica siempre tiene minipuntas Una imagen STM de un nanotubo de carbono de pared simple. 12. Aplicaciones en el rea la Odontologa 13. Characterization of surface roughness in titanium dental implants measured with scanning tunnelling microscopy at atmospheric pressure. 14. Characterization of surface roughness in titanium dental implants measured with scanning tunnelling microscopy at atmospheric pressure. 15. Conclusin Gracias a este importante avance, ser posible ver en tiempo real las acciones de los experimentos a escalas atmicas, comprendiendo mucho mejor sus interacciones y ayudando al desarrollo de la nanotecnologa. Desafortunadamente la mayor parte de los materiales no son conductivos elctricamente en su superficie. Incluso, los metales como el aluminio, se cubren con xidos no conductores. Un microscopio ms reciente, el microscopio de fuerza atmica, o MFA, supera esta limitacin, porque mide la fuerza entre la punta y la muestra, en lugar de la corriente elctrica.