Resumen

Se presenta la implementación de un método para indentar superficies rígidas a nanoescala utilizando un microscopio de fuerza atómica (Atomic Force Microscopy–AFM). Ésta se basa en el modo de espectroscopia de fuerzas (Force Spectroscopy–FS) que usualmente se encuentra disponible en los AFM, la cual permite generar un movimiento vertical de la punta AFM sin desplazamiento lateral. Se hizo necesario caracterizar la fuerza aplicada por el AFM para producir la indentación a través de la determinación del factor de sensitividad de la viga AFM. Se pudieron obtener curvas de fuerza versus desplazamiento, características de los sistemas para nanoindentación dinámica Depth–Sensing Indentation (DSI), sin embargo estas curvas no son aptas para diagnóstico de propiedades mecánicas por el método de Oliver & Pharr. Fueron generadas huellas de indentación del orden de 1 nm de profundidad sobre silicio policristalino y del orden de 50 nm de profundidad sobre aluminio aleado 6261.Estos resultados son prometedores en aplicaciones con materiales de la era de la nanotecnología que deben ser evaluados en dichas escalas.

1 INTRODUCCIÓN

La prueba de indentación es un método que consiste esencialmente en someterá deformación controlada un material cuyas propiedades mecánicas, como el módulo de elasticidad y la dureza, no se conocen; con ayuda de un indentador más duro hecho de un material del que s ́ı se conocen tales propiedades. La nanoindentación es una prueba de indentación en la cual las escalas de deformación están en el orden de los nanómetros (10−⁹m). La dureza de un material puede ser evaluada de manera directa a partir de las características de la huella de indentación, como la profundidad o la área; además, otras propiedades como el módulo el astico, la resistencia a la fractura y las propiedades visco el  asticas, también pueden ser obtenidas con pruebas de indentación.

En la actualidad, el campo de aplicación más prominente dela nanoindentación es la tecnología de capas, en la cual son desarrolladas estructuras de película o recubrimiento de pocos nanómetros de espesor, sobre una gama amplia de materiales base, con propiedades mecánicas muy variadas. El conocimiento preciso de las propiedades mecánicas del material de la capa puede obtenerse con el uso de técnicas de indentación, siempre que las profundidades de penetración no sobrepasen, por norma, una décima del espesor total de la película; es decir escasos nanómetros [1, 2]. Las dimensiones de una huella de nanoindentación son difíciles de medir por métodos de imagen como se hace convencionalmente, por esta razón se han desarrollado métodos que no necesitan hacer imagen de la huella para realizar los cálculos mecánicos [1]; estas técnicas son conocidas como DSI e Instrumented Indentation Testing (IIT). 

• Materias:Interacciones atómicas Fuerza y energía Nanoestructuras
• Subjects:Atomic interactions Force and energy Nanostructures
• Palabras claves:Fuerza atómica; Espectroscopia de fuerza; Nanoindentación.
• Keywords:Atomic force; Force spectroscopy; Nanoindentation.