Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologias

Instituto Politécnico Nacional
Secretaría de Investigación y Posgrado
Compromiso e Innovación
2013
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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
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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
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Especialista
Equipo de Trabajo
Áreas de Aplicación
4
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LABORATORIOS DEL CNMN
LABORATORIO DE
CARACTERIZACIÓN
LABORATORIO DE MICRO Y
NANOTECNOLOGÍAS
6
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LABORATORIO DE
CARACTERIZACIÓN
6
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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
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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
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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
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DIFRACTÓMETRO X´PERT PRO MRD
Dr. José Alberto Andraca Adame
M.C. Héctor Francisco Mendoza León
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MICROSCOPIO CONFOCAL DE BARRIDO LÁSER LSM 710
Dra. María de Jesús Perea Flores
Ing. Alberto Peña Barrientos
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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.
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ESPECTRÓMETRO DE FOTOELECTRONES (XPS)
Dr. Luis Lartundo Rojas
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MICROSCOPIO DE TRANSMISIÓN JEM-ARM200CF
Dr. Nicolás Cayetano Castro
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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
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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
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MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO
Dr. Hugo Martínez Gutiérrez
Dra. Mayahuel Ortega Avilés
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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
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Electrónica
Mineralogía
Corrosión
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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.
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías
Laboratorio de Micro y Nanotecnologías
Fabricación y caracterización de Micro-Dispositivos
3 SALAS LIMPIAS CLASE 1000
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías
220 m2 Salas Limpias Clase 100
2
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías
2
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías
6
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Nanoimpresión Litográfica (NIL)
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Resinas fotosensibles (Fotolitografía)
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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
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Escritor de Máscaras
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Alineadora de mascaras EVG 620 Litografía Óptica (Fotolitografía)
Transferencia de Patrones
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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.
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Grabado Húmedo – Grabado Anisotrópico
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Alambradora (Wire Bonding)
Unión de bola (ball)
Unión de cuña (Wedge)
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Depósito de capas delgadas Sputtering V3
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•
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
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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.
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ET3000 (THERMAL CVD)
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Perfilómetro Mecánico
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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.
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• 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.
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Laboratorio de Micro y Nanotecnologías: Equipo
Micro-impresora (microarreglos y materiales)
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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
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Validación de resultados
“Herramientas de Diseño y Simulación”
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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
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PROYECTOS EN CURSO
Micrófonos MEMS (CIC – CNMN)
Proyecto en desarrollo
MICROSE
Micrófonos MEMS Capacitivos
500X500um
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Arreglo de micrófonos
con respuesta en frecuencia
Selectiva (filtros)
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PROYECTOS EN CURSO
Implantes Cocleares (CIC – CNMN)
Tradicionales
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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
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PROYECTOS EN CURSO
Fabricación de Microcantilevers
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PROYECTOS EN CURSO
Fabricación de microestructuras
46
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PROYECTOS EN CURSO
Microcanales para microfluidos
46
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PROYECTOS EN CURSO
Sensores de Presión (SOI)
46
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PROYECTOS EN CURSO
Lab on Chip: El reto de la Integración
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Electrónica Flexible
“Materiales Alternativos al Silicio”
49
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Electrónica Flexible
49
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SERVICIOS REALIZADOS
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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
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USUARIOS EXTERNOS:
14 IES, 8 CI, 27 EMPRESAS
31
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Secretaría de Investigación y Posgrado
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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
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INTRODUCCIÓN
MOSIS
21
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