Laboratorio Nanoscopia

Il laboratorio di Nanoscopia dell'ISC raccoglie competenze sperimentali nel settore della microscopia a scansione di sonda.


Microscopio AFM autocostruito

Nella microscopia a forza atomica (AFM, Atomic Force Microscopy) si rivelano le deboli forze di interazione tra l'estremità di una sonda e la superficie del campione da esaminare. Il sensore di forza è una levetta (cantilever) molto sottile e flessibile alla cui estremità e realizzata una punta. Se la sonda viene avvicinata al campione la punta risente delle forze d'interazione e la levetta si flette. Un sottile laser colpisce la levetta e si riflette in direzione di un fotorivelatore che misura ogni minima deviazione del fascio, generando un segnale elettrico proporzionale alla forza che in quel momento agisce sulla punta. Un attuatore, guidato da un'elettronica di controllo, sposta la sonda secondo una griglia di punti.


Analisi dimensionale di un CD

Contemporaneamente una retroazione interviene per muovere in altezza la sonda, in modo da mantenere costante la forza che la sonda esercita sul campione. In queste condizioni la sonda segue esattamente il profilo della superficie del campione. Ricostruendo opportunamente i dati si ricava un'immagine della topografia della superficie con risoluzioni elevatissime.

Con un microscopio AFM si possono osservare dettagli di un campione fino a pochi nanometri di larghezza con una risoluzione verticale inferiore al nanometro. L'AFM può essere utilizzato in diverse modalità di misura e trova ampie applicazioni per la caratterizzazione delle superfici, nel settore biologico è in grado di osservare strutture che vanno dalle cellule alle singole molecole (DNA, proteine)

Alcune esempi di applicazionie del microscopio a forza atomica sono:

  • Analisi della microrugosità di superfici (es. deposizioni di film )
  • Analisi di micrograffi e altri difetti in componenti ottici.
  • Analisi dimensionale di particolato.
  • Misura di strutture ottenute per nanolavorazioni.
  • Controllo della dimensione e struttura di bit nei CD e DVD.
  • Analisi della microstruttura di fibre

Le principali linee di ricerca riguardano i seguenti campi:

  • Studio della aggregazione di proteine.
  • Modifica e ottimizzazione dei sistemi di controllo per AFM.
  • Realizzazione di un microscopio AFM-SNOM.
  • Controllo ed analisi della dinamica del cantilever.

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