Desarrollo de un microscopio de contraste en polarización de campo cercano en modo colección

Abstract

Las técnicas de reflectancia y reflectancia diferencial son ampliamente utilizadas en la caracterización de las propiedades de la superficie de aleaciones de metales, materiales semiconductores, entre otros, ya que se trata de técnicas que no son invasivas y que por lo tanto la muestra no sufre ningún daño durante el escaneo En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo, puesta en marcha y calibración de un sistema de microscopia de barrido de alta resolución basado en el efecto de campo cercano, que cuenta con la capacidad de realizar la caracterización tanto de reflectancia y reflectancia diferencial como de la morfología de la muestra utilizando la técnica de la microscopia de fuerza atómica (AFM), además también se presenta la caracterización de diferentes muestras de interés científico y tecnológico fabricadas por distintos laboratorios. El funcionamiento del microscopio desarrollado consiste en aproximar una punta de fibra óptica (sonda) a la superficie de la muestra que se desea caracterizar, para recolectar la luz evanescente reflejada del haz laser polarizado que la ilumina, por lo cual estas deben de encontrarse en campo cercano, esto se logra haciendo vibrar la sonda a una frecuencia especifica mientras se acerca la muestra mediante el sistema de escaneo conformado por mesas piezoeléctricas (resolución de 0.20 nm) , en donde debido a las fuerzas electrostáticas presentes en la superficie, la frecuencia de vibración cambia indicando que ya se encuentran en campo cercano, se detiene el acercamiento y se recolecta la luz evanescente por medio de la punta de fibra óptica (con apertura de 100 nm), guiándose hasta el fotomulplicador donde la luz recolectada es convertida en una señal eléctrica, que es capturada por medio de un multímetro y un amplificador Lock-in, para su interpretación y la reconstrucción de la morfología que presenta, todo esto se encuentra automatizado mediante el software desarrollado en el programa LabVIEW