Introducción

El Centro de Nanociencias y Micro Y Nanotecnologías (CNMN) del Instituto Politécnico Nacional, es un espacio para la interacción de diferentes disciplinas científicas e ingenieriles, con una infraestructura de vanguardia, que marca una nueva ruta en el apoyo a la investigación. Es un centro innovador que cuenta con personal científico y técnico dedicado exclusivamente a obtener el máximo aprovechamiento de la infraestructura experimental; y ofrecer servicio científico y tecnológico de calidad. El centro esta organizado en dos Laboratorios Nacionales reconocidos por el CONACYT. El Laboratorio Multidisciplinario de Caracterización de Nanoestructuras y Materiales, contiene equipo científico avanzado para la caracterización de materiales orgánicos e inorgánicos. El Laboratorio de Micro y Nanotecnología contiene salas limpias clase 100, dotadas con equipamiento para la fabricación de micro y nanodispositivos electromecánicos y sensores. El concepto de infraestructura y crecimiento continuo de las capacidades tecnológicas y humanas multidisciplinarias reunidas en un solo centro lo hace único en el país con el objetivo de contribuir a la productividad en el sector industrial y a la consolidación de grupos de investigación.

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LABORATORIO DE MICRO Y NANOTECNOLOGÍA

Pag.

Ataque por Iones Reactivos (RIE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Depósito de Películas Delgadas en Alto Vacío (Sputtering) . . . . . . . . . . . . . . Escáner de Microarreglos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Salas limpias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema de Alineación de Mascarillas (EVG620) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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LABORATORIO MULTIDISCIPLINARIO DE CARACTERIZACIÓN DE NANOESTRUCTURAS Y MATERIALES Difracción de Rayos X (DRX) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Elipsómetro Espectroscópico (SE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Espectrometro de Masas: MALDI-TOF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Espectrometro de Masas: UHPLC-ESI y APCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Espectroscopía de Fotoelectrónes Inducidos por Rayos X (XPS) . . . . . . . . . . 19 Espectroscopía Micro-Raman Confocal y FTIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Microanálisis Elemental por Espectroscopía de Rayos X (EDS) . . . . . . . . . . . 23 Microscopía Confocal de Barrido Láser (MCBL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Microscopía Electrónica de Barrido de Ultra Alta Resolución . . . . . . . . . . . 29 Microscopía Electrónica de Barrido en Modo de Transmisíon . . . . . . . . . . . 31 Microscopía Electrónica de Transmisión en Modo Criogénico . . . . . . . . . . . 33 Microscopía Electrónica de Transmisión de Resolución Atómica . . . . . . . . . 35 Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Nanoindentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Preparación de Muestras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Resonancia Magnética Nuclear 750 y 400 MHz: Líquidos . . . . . . . . . . . . . . . 43 Resonancia Magnética Nuclear 750 y 400 MHz: Sólidos . . . . . . . . . . . . . . . . 45

DIRECTORIO

Director Dr. Heberto Balmori Ramírez

Especialistas y Contacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Ataque por Iones Reactivos (RIE)

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SF₆ Átomos ionizados Cationes Electrones

Aplicaciones Ánodo

Esta técnica es empleada para la realización del maquinado en el proceso de fabricación de sistemas micro electromecánicos.

E

e

+

+

e

e

Plasma

e

+

+

e

Micromembranas

Silício

+

Cátodo

Microcantilevers Técnica RIE

Características

Descripción

Resultados El RIE es una técnica de ataque en seco que combina efectos físicos y químicos para remover materiales semiconductores y materiales depositados en la superficie de substratos mediante la generación de un plasma a partir de gases.

1

•

Evita ataques isotrópicos debido a ataques húmedos.

•

Ataque o grabado de silicio.

•

Ataque de dieléctricos como óxido de silicio (SiO2) o nitruro de silicio (Si3N4)

•

Ataque de polímeros resinas fotosensibles.

•

Sistema de Ataque por iones reactivos (RIE) como

Fabricación de microestructuras • • • • •

Microcantilévers Microcanales Micromembranas Micropinzas Actuadores capacitivos

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Depósito de Películas Delgadas en Alto Vacío (Sputtering)

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Aplicaciones

Características •

Esquema de depósito

Plasma

• •

• •

Película de Polisilicio

•

Polisilicio (poly-Si)

Gráfica tiempo vs. espesor del depósito

Depósitos de películas en modo DC (Corriente Directa) para metales y materiales conductores y en modo RF (Radiofrecuencia) para materiales semiconductores, aislantes y dieléctricos. El equipo cuenta con 4 magnetrones. Cuenta con dos fuentes DC (350 W máx.) y dos de RF (300 W máx) y pueden realizarse depósitos en RF y DC al mismo tiempo. Se puede realizar Sputtering reactivo. Se pueden realizar hasta 3 depósitos por día. La velocidad del depósito depende del material a depositar.

• • •

Fabricación de celdas solares y dispositivos electrónicos. Microprocesadores. Termopilas

Depósito de Cobre para fabricación de MEMS

Resultados Descripción

3

El Sputtering es una técnica versátil que permite depositar películas delgadas (nanométricas) de cualquier tipo de material ya sea conductor o no conductor. En este proceso se pulverizan los átomos de un material sólido (blanco-cátodo) mediante el bombardeo de iones provenientes de un plasma creado a partir de Argón. Las partículas pulverizadas del blanco se depositan sobre un sustrato (ánodo) generalmente de silicio o vidrio.

Obtención de películas delgadas de 10 hasta 1000 nm de materiales conductores como Bismuto (Bi), Constatan (Cu-Ni) para termopilas. Depósito de películas delgadas de materiales dieléctricos como Óxido de Silicio (SiO2) y semiconductores como Óxido de Zinc (ZnO) para fabricación de transistores de película delgada

Sputtering

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Escáner de Microarreglos

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Beneficios Su alta resolución combinada con una alta sensibilidad, así como la uniformidad, reproducibilidad, calibración automática y un rango dinámico, son características claves del escáner. El equipo es capaz de medir la fluorescencia de dos fluorocromos diferentes (Cianina: 3-CTP y 5-CTP) en simultáneo facilitando los estudios de expresión diferencial.

Microarreglo

Resultados

Escáner MS 200 Microarreglo escaneado

Aplicaciones

Descripción

El escáner de microarreglos mide la intensidad de fluorescencia de los ácidos nucleicos (ADN o ARN) marcados que se unen al microarreglo. Cada microarreglo es escaneado en minutos y genera archivos con la información obtenida.

45 5

•

Determinación de perfiles de expresión génica para cualquier genoma secuenciado.

•

Determinación de la variación del número de copias de secuencias cromosómicas: (Comparative Genomic Hybridization (CGH).

•

Análisis de patrones de metilación de DNA mediante Microarreglos de Islas CpG.

Hibridizador

El escáner es un instrumento láser utilizado en la adquisición de imágenes fluorescentes en las diapositivas de microarreglos estándar (1 x 3 pulgadas). El escáner de microarreglos produce solo una o múltiples imágenes en archivos formato (TIFF, JPG), los cuales pueden ser leídos por paquetes de software directamente de Roche NimbleGen y otros proveedores.

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Salas Limpias

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Beneficios

Resultados

Descripción

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Aplicaciones

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Sistema de Alineación de Mascarillas (EVG620)

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Beneficios

•

Desarrollo de micro y nanoestructuras, microcanales, sensores de presión, entre otros.

NIL

Nanoimpresión Litográfica NIL

Resultados

Aplicaciones

Descripción

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Fabricación de micro y nano sistemas electromecánicos.

Fotolitografía

Fotolitografía

El sistema EVG620 es una herramienta de doble uso diseñada para realizar procesos de fotolitografía de doble cara, así como procesos de litografía por nanoimpresión NIL (Nanoimprint Litography).

•

•

Transferencia de patrones a escala micrométrica con una resolución de 1 a 5 mm (fotolitografía).

•

Fabricación de micro y nano sistemas electromecánicos.

•

Transferencia de patrones a escala nanométrica con una resolución menor a 50 nm (NIL).

•

Desarrollo de micro y nanoestructuras, microcanales, sensores de presión, entre otros.

•

Alineación litográfica por ambas caras. EVG 620

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Nanociencias www.nanocentro.ipn.mx

Difracción de Rayos X (DRX)

Beneficios

Descripción

Parte interna del Difractometro X´PERT Pro MRD PANalytical

Aplicaciones • •

Difractometro de polvos Miniflex 600 de Rigaku TiO2 SiO2

Vidrio (SiO₂)

•

Determinar la estructura y composición de materiales. Obtener espesores, densidad y rugosidad de películas nanométricas (