Microscopio a sonda metrologico

I microscopi a sonda sono a tutt’oggi gli strumenti con la più elevata risoluzione (risoluzione atomica) per l’analisi della topografia superficiale e per misure quantitative di alcune dimensioni critiche di superfici litografate e nanostrutturate, per le quali sono ormai richieste incertezze entro il nanometro. Un microscopio a sonda con caratteristiche metrologiche è stato realizzato all'IMGC e viene utilizzato per la misura di dimensioni critiche in strutture regolari (reticoli, griglie, gradini, etc.) così come per osservare parametri critici di strutture irregolari (granularità di film evaporati, rugosità di superfici, etc.). La struttura principale del microscopio è la base che ospita il sistema di movimentazione del campione. Su di essa può essere montata una “testa” a forza atomica o una “testa” a effetto tunnel a seconda delle esigenze di misura. Il dispositivo di scansione xyz del campione opera con controllo degli spostamenti basato su sistemi interferometrici e capacitivi. In alternativa, il microscopio utilizza anche un dispositivo di scansione della punta, basato su un parallegramma flessibile a lamine piezoelettriche bimorfe e con sensori capacitivi integrati per il controllo degli spostamenti. Il microscopio tunnel usa punte in tungsteno fabbricate con un metodo originale per ottenere uno stretto cono di apertura e raggio di curvatura al vertice di circa 10-20 nm, tali da ridurre gli errori di ricostruzione dovuti alla forma finita della punta.