Instituto Politécnico Nacional Secretaría de Investigación y Posgrado Compromiso e Innovación 2013 www.nanocentro.ipn.mx EL CNMN – PARTE DEL COMPLEJO TECHNOPOLI - IPN LABORATORIO DE CARACTERIZACIÓN FASE II MICROSCOPIA CNMN Av. Luis Enrique Erro s/n, Col. Zacatenco, “Unidad Profesional Adolfo López Mateos” LABORATORIO DE CARACTERIZACIÓN FASE I 29 www.nanocentro.ipn.mx OBJETO El objeto del CNMN es impulsar la investigación aplicada en las áreas de nanociencia y micro-nanotecnología, la generación de nuevos conocimientos científicos de alto impacto y la transferencia de tecnología al sector productivo; así como ofrecer a los sectores público, social y privado, de México y el extranjero, servicios de instrumentación de alta tecnología para el desarrollo de proyectos de investigación científica y desarrollo tecnológico en las áreas mencionadas. 1 www.nanocentro.ipn.mx Especialista Equipo de Trabajo Áreas de Aplicación 4 www.nanocentro.ipn.mx LABORATORIOS DEL CNMN LABORATORIO DE CARACTERIZACIÓN LABORATORIO DE MICRO Y NANOTECNOLOGÍAS 6 www.nanocentro.ipn.mx LABORATORIO DE CARACTERIZACIÓN 6 www.nanocentro.ipn.mx EQUIPOS DEL LABORATORIO MULTIDISCIPLINARIO DE CARACTERIZACIÓN DE NANOESTRUCTURAS Elipsómetro espectroscópio Resonancia magnética nuclear de 750 mhz Microscopio confocal de barrido láser lsm 710 Maldi-tof 22 Microtof-q2 Resonancia magnética nuclear de 400 mhz Microscopio opto-mecánico Micro-raman confocal ftir Microscopio electrónico de barrido Difractómetro x´pert pro mrd Nanoindentador ttx- nht Microscopio electrónico de barrido sm-7800f Espectrómetro de fotoelectrones (XPS) Microscopio electrónico de transmisión jem-2100 lab6 y jem-arm200cf www.nanocentro.ipn.mx RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE 750 MHZ CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Imán superconductor Ascend TM compacto de última generación de 5.4 cm de diámetro que opera a un campo de 17.62 T. Sensor de nivel de helio y nitrógeno, sistema anti-vibración para la reducción significativa de perturbaciones vibracionales del suelo o magnéticas externas ocasionadas por fuentes tales como el metro y los trenes eléctricos. Línea de transferencia de helio, sistema de ajuste de homogeneidad de campo magnético con gradiente de campo (36 shims) con control digital de anclaje receptor de cuadratura, generación digital. Cuenta con seis diferentes sondas 12 www.nanocentro.ipn.mx RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE 750 MHZ Imán superconductor Ascend TM compacto de última generación, 5.4 cm de diámetro que opera a un campo de 17.62 T. Incluye sensor de nivel de helio y nitrógeno, sistema antivibración para la reducción significativa de perturbaciones vibracionales Incluye línea de transferencia de helio, sistema de ajuste de homogeneidad de campo magnético con gradiente de campo (36 shims) con control digital de anclaje receptor de cuadratura, generación digital. Cuenta con seis diferentes sondas: TCI 750 H-C/N-D MAS DVT 750 S5 BL4 N-C/H 16 5mm PH HR MAS DVT 750 S4 HCD 4G BBO 750 MHz S4 TXI 750 MHz S4 5mm www.nanocentro.ipn.mx DIFRACTÓMETRO X´PERT PRO MRD Dr. José Alberto Andraca Adame M.C. Héctor Francisco Mendoza León 19 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO CONFOCAL DE BARRIDO LÁSER LSM 710 Dra. María de Jesús Perea Flores Ing. Alberto Peña Barrientos 21 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO CONFOCAL DE BARRIDO LÁSER LSM 710 La Microscopía Confocal permite el estudio de muestras orgánicas e inorgánicas que por su naturaleza fluorescente o que en su caso, estén marcadas con sustancias específicas para destacar rasgos de interés. Obtención de imágenes 2D Obtención de imágenes en 3D. Permite el estudio de la superficie y del interior de las muestras. Series de tiempo. Permite realizar estudios dinámicos, en donde podemos controlar la temperatura, el CO2, la humedad. Micro fibras 22 Flolorecina Reconstrucción 3D de una hormiga Reconstrucción 3D de una Aplicación de los canales hormiga (autofluorescencias) espectrales para evitar colocalización de dos o mas marcadores. www.nanocentro.ipn.mx ESPECTRÓMETRO DE FOTOELECTRONES (XPS) Dr. Luis Lartundo Rojas 27 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO DE TRANSMISIÓN JEM-ARM200CF Dr. Nicolás Cayetano Castro 29 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO DE TRANSMISIÓN JEM-ARM200CF Las capacidades avanzadas de análisis con las que cuenta el JEM-ARM200CF permite caracterizar materiales: Catalíticos Semiconductores Aaleaciones metálicas Materiales mesoporosos Polímeros Muestras biológicas 15 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN JEM-2100 LAB6 El JEM-2100 tiene una capacidad de resolución de 0.27 nanómetros punto a punto, lo que permite aplicaciones en diferentes campos de la investigación. En los campo médico y biológico se estudian y analizan tejidos animales y vegetales de todo tipo, en el área de la nanociencia y la nanotecnología se estudian y caracterizan materiales : Nanoestructurados Capas delgadas Nanotubos Nanofibras Polímeros 17 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO Dr. Hugo Martínez Gutiérrez Dra. Mayahuel Ortega Avilés 9 www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO Identificación de fases. Análisis de fractura. Topografía. Encapsulado en resina epóxica y análisis. Aplicaciones en bajo voltaje. Modo de trasmisión de electrones. Determinación de contaminaciones. Fractura y determinación de espesor de materiales multicapa. Mapeo elemental. Mapeo lineal. Ing. Materiales 10 Electrónica Mineralogía Corrosión www.nanocentro.ipn.mx MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO CON EMISIÓN DE CAMPO DE ULTRA-ALTA RESOLUCIÓN JSM-7800F Dr. Hugo Martínez Gutiérrez CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Resolución: 1.2 nm a 1 kV de aceleración 0.8 nm a 15 kV. Detectores instalados: EDS con ventana 30 mm2 y EBSD marca EDAX STEM campo claro y obscuro. BSE Tres de electrones secundarios Sistema de desaceleración de electrones Plasma Cleaner. 18 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías Laboratorio de Micro y Nanotecnologías Fabricación y caracterización de Micro-Dispositivos 3 SALAS LIMPIAS CLASE 1000 36 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías 220 m2 Salas Limpias Clase 100 2 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías 2 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías 6 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Nanoimpresión Litográfica (NIL) 46 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Resinas fotosensibles (Fotolitografía) 46 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Depósito de Resina fotosensible Deposito estático Spinner Deposito dinámico Velocidades de giro 1000 – 6000 rpm Tiempo de deposito Velocidad de salida de gases 43 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Escritor de Máscaras 46 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Alineadora de mascaras EVG 620 Litografía Óptica (Fotolitografía) Transferencia de Patrones 41 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Grabado en seco RIE-3000 Técnica de ataque en seco o grabado anisotrópico, combina efectos físicos y químicos para el ataque de diversos materiales. 39 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Grabado Húmedo – Grabado Anisotrópico 39 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Alambradora (Wire Bonding) Unión de bola (ball) Unión de cuña (Wedge) 46 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Depósito de capas delgadas Sputtering V3 37 • Gas reactivo: Argón • Materiales posibles de depositar: • Bismuto (30W, 400nm) • Aluminio • SiO2 (200W, 200nm) • Silicio N o P (100W) • Níquel • Cobalto • Zinc (ZnO) • Potencia: hasta 300W www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Equipo Multipropósito Firstnano ET 3000 CVD DETALLES PROCEDIMEINTOS/METODOS Síntesis de nanomateriales Nanotubos de carbón Nanohilos de silicón Nanohilos de nitruro de galio Nanohilos de óxido de zinc TCO: DOPED ZnO CVD a Presión atmosférica CVD a Baja presión Deposición epitaxial Oxidación seca Oxidación húmeda Difusión Nitruro de silicón Poli silicón Dióxido de silicón Híbridos CHEMICAL VAPOR INFILTRATION Deposición de capas atómicas Procesamiento térmico rápido CVD grafeno 1-3 capas en Ni 3-10 capas en Ni 1 capa en Cu 2/3 capas en Cu. 49 ET3000 (THERMAL CVD) www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Perfilómetro Mecánico 46 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Escaner de Micro-arreglos NIMBLEGEN MS200 Aplicaciones • Determinación de perfiles de expresión génica para cualquier genoma secuenciado. Descripción El escáner de Microarrays 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. 46 • Determinación de la variación del número de copias de secuencias cromosómicas: (Comparative Genomic Hybridization (CGH). • Análisis de patrones de metilación de DNA mediante Microarrays de Islas CpG. www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Micro-impresora (microarreglos y materiales) 47 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo Microbalanza de cuarzo (Q-SENSE E4 AUTO) Descripción: La microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) es un dispositivo altamente sensible a las pequeñas variaciones de masa que en ella ocurren. Aplicaciones: Las aplicaciones del QCM pueden ser diversas desde interacciones de ADN y ARN con cadenas complementarias, reconocimiento específico de proteínasligando, detección de cápsides de virus , bacterias , células de mamífero, adhesión de células, liposomas y proteínas, interacciones con superficies, disolución de recubrimientos de polímeros, interacción molecular de drogas, respuesta celular a sustancias farmacológicas etc. 47 Esto se debe a los cambios que experimenta la frecuencia de resonancia (f0) del cristal de cuarzo, en tiempo real. Nanopartículas Proteínas Biomateriales Surfactantes Biosensores Polimeros Celulas/bacterias www.nanocentro.ipn.mx Validación de resultados “Herramientas de Diseño y Simulación” 49 www.nanocentro.ipn.mx Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Software Herramientas de diseño SUMMIT V (basado en Autocad) SUMMIT V (basado en Autocad) Capas estructurales y de sacrificio en SUMMIT V Sección transversal de un diseño en SUMMIT V 49 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Micrófonos MEMS (CIC – CNMN) Proyecto en desarrollo MICROSE Micrófonos MEMS Capacitivos 500X500um 38 Arreglo de micrófonos con respuesta en frecuencia Selectiva (filtros) www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Implantes Cocleares (CIC – CNMN) Tradicionales 38 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Secuenciación y análisis de microarreglos Cultivo de cepas Extracción ARN Impresor Depósito de oligonucleótidos ORF’s (secuencias conocidas) 15 Láser Transcripción inversa mARN Hibridación Sensor (PMT) Lectura www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Fabricación de Microcantilevers 46 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Fabricación de microestructuras 46 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Microcanales para microfluidos 46 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Sensores de Presión (SOI) 46 www.nanocentro.ipn.mx PROYECTOS EN CURSO Lab on Chip: El reto de la Integración 49 www.nanocentro.ipn.mx Electrónica Flexible “Materiales Alternativos al Silicio” 49 www.nanocentro.ipn.mx Electrónica Flexible 49 www.nanocentro.ipn.mx SERVICIOS REALIZADOS 45 www.nanocentro.ipn.mx CONDICIONES DE USO El CNMN: Un centro abierto para: 1. COMUNIDAD IPN. 2. COMUNIDAD ACADÉMICA Y DE INVESTIGACIÓN. 3. PÚBLICO EN GENERAL (empresas, personas físicas, sector público) COMUNIDAD IPN • Tener un proyecto registrado (SIP, CONACYT, vinculado, servicio externo, cooperación académica). • Realizar una aportación económica anual: Nuevos usuarios: $5,000.00 Usuarios recurrentes: Aportación actualizada en función de los servicios que se le realizaron el año previo. La aportación equivale al 10% del costo real de los servicios. • Registrar sus solicitudes. Máximo cinco servicios simultáneos en una sola técnica. • Se les aportará lo que exista disponible en el CNMN. Para TEM, se otorgarán dos rejillas por cada cinco servicios realizados. COMUNIDAD IPN TIPO DE PROYECTO DESCRIPCIÓN Proyecto SIP Transferencia económica de la escuela al CNMN. Partida 2000 o 3000. El profesor notifica la aceptación de la transferencia y el monto de cada partida. El CNMN entrega un recibo sin IVA. Proyecto de investigación externo (CONACYT u otro) sin participación CNMN El CNMN es proveedor de servicios (tercero). Transferencia bancaria. Incluir el IVA. El CNMN entrega factura a favor de la escuela o centro. Proyecto de investigación externo (CONACYT, etc.) con participación CNMN El CNMN es participante del proyecto, aparece en el convenio. Se definen compromisos del CNMN. Transferencia bancaria. El CNMN entrega recibo a favor de la escuela. Los recursos se usan para los fines del proyecto. Proyecto vinculado sin participación del CNMN El CNMN es proveedor de servicios (tercero). Transferencia bancaria. Incluir el IVA. El CNMN entrega factura a favor del fideicomiso. Proyecto vinculado con participación del CNMN El CNMN es participante en el proyecto vinculado. Aparece en el convenio. Se definen los compromisos del CNMN. El convenio se presenta al Subcomité del Fideicomiso. El fideicomiso transfiere los recursos al CNMN. Los recursos se usan para los fines del proyecto. COMUNIDAD IPN • Con un sola aportación, el profesor puede solicitar todos los servicios que requiera durante el año, independientemente del tipo de proyecto del que provienen sus recursos. • Se debe tener presente que la aportación se actualiza cada año, en función de los servicios realizados el año previo. COMUNIDAD IPN OTRAS SITUACIONES: • Cooperación Académica: Un profesor del IPN solicita el servicio. Se hace responsable de cubrir su aportación para el año siguiente. • Profesor director de tesis (NMS, NS, NP) sin proyecto registrado: El Director de la unidad solicita el servicio, especificando los alcances. La unidad o el profesor cubren la aportación. La tesis no debe ser en beneficio de externos al IPN (alumnos o empresas). • Profesores de tiempo completo de nuevo ingreso al IPN (sin proyecto registrado): Recibirán los servicios a partir de su ingreso y hasta el fin del año. Su cuota para el año siguiente se definirá en función de los servicios que se le realizaron. USUARIOS INTERNOS 53 Instituto Politécnico Nacional Secretaría de Investigación y Posgrado www.nanocentro.ipn.mx USUARIOS EXTERNOS: 14 IES, 8 CI, 27 EMPRESAS 31 Instituto Politécnico Nacional Secretaría de Investigación y Posgrado www.nanocentro.ipn.mx Instituto Politécnico Nacional Secretaría de Investigación y Posgrado Dr. Heberto Balmori Ramírez Director Dr. Miguel Ángel Alemán Arce Subdirección de Micro y Nanotecnología M. en C. María de la Luz Pérez Reveles Subdirección de Transferencia Tecnológica Gracias www.nanocentro.ipn.mx INTRODUCCIÓN MOSIS 21 www.nanocentro.ipn.mx