Diseño de un circuito de control para el grabado electroquímico de puntas metálicas usadas en microscopia y espectroscopia de sonda local

Abstract

En este trabajo de grado se implementó un circuito para controlar el grabado electroquímico de filamentos metálicos que pueden ser utilizados en técnicas de microscopía y espectroscopía de sonda local. En particular, el ataque electroquímico se desarrolló disponiendo un filamento de plata (ánodo) y un contra electrodo (cátodo). El electrolito consistió en una solución de ácido perclórico y metanol en proporción de 1:4, respectivamente. El acabado de las puntas, para una misma longitud de hilo sumergido en la solución, se controló estableciendo una tensión de referencia a un circuito comparador, el cual garantiza la reproducibilidad de la punta tallada a este valor de tensión. Además, por medio de un osciloscopio Fluke 199B Scopemeter 200 MHz se trazó la curva de la caída de tensión en el cátodo, en la cual se obtuvo cutoff time aproximado de 140 ns, producto de la velocidad de conmutación de los transistores de efecto campo (MOSFET). La evaluación del hilo tallado se realizó a través de imágenes de microscopía óptica y electrónica de barrido. Se evidencia con estas imágenes que a valores muy altos del voltaje de referencia, el grabado del filamento queda incompleto y a valores muy bajos se obtienen puntas con exceso de tallado, provocando una geometría roma en el ápice del filamento atacado electroquímicamente. Sin embargo, es posible aliviar estas situaciones extremas en un cierto rango de valores para la tensión de referencia. i