Figura 1:Vista laterale dei due tipi di sonde AFM utilizzate. Quello a destra è una punta ultra lunga che diminuisce l'interazione elettrostatica tra il cantilever e il campione. Rispetto alla punta standard, che è l'immagine a destra, la punta più alta fornisce un segnale piezorisposta più pulito per acquisire la risposta piezoelettrica del materiale. Credito:CSIC
Un team di ricercatori dell'ICMAB ha dimostrato che le sonde AFM non convenzionali sono adatte per acquisire un vero segnale piezoelettrico nella microscopia a forza piezorisposta. Il lavoro, intitolato "Diminuire l'elettrostatica nella microscopia a forza di risposta piezoelettrica attraverso punte più lunghe o ultra-rigide, " è pubblicato in Scienza delle superfici applicata .
La microscopia a forza piezorisposta è una tecnica utilizzata nella piezoelettrica. Ogni anno, quasi 300 manoscritti hanno incluso questa tecnica nella loro ricerca, e la comunità piezoelettrica pubblica più di 5000 articoli all'anno.
In questo lavoro, i ricercatori hanno testato quasi ogni singola sonda conduttiva AFM disponibile sul mercato utilizzando un nuovo metodo che quantifica il contributo elettrostatico nelle loro misurazioni. Il metodo si basa sulla risoluzione della funzione di correlazione che descrive le operazioni matematiche che un amplificatore lock-in esegue per acquisire i segnali. Dopo la descrizione teorica, lo stesso campione è studiato con punte AFM disponibili in commercio, attraverso l'utilizzo di due distinte tipologie di test.
Nella prima prova, i ricercatori hanno incrementato il segnale piezoelettrico mantenendo un contributo elettrostatico costante. Facendo questo, il monte del segnale piezoelettrico aumenta, e quindi, i cambiamenti nei risultati finali sono drammaticamente differenti. Da questa prova, si è riscontrato che le punte più lunghe forniscono il segnale più pulito dall'insieme complessivo delle sonde utilizzate. Questi risultati sono confermati attraverso l'uso di esperimenti indipendenti che corroborano i primi risultati. L'implementazione di questa soluzione può essere utilizzata da qualsiasi produttore di AFM.
Figura 2:Confronto del segnale piezoelettrico acquisito con diverse prove di sonde. In queste immagini, maggiore è il contrasto, meglio è. Si è visto che le punte più lunghe e ultra-rigide forniscono il segnale migliore rispetto alle punte disponibili in commercio. Credito:CSIC