Nanometrología

Los estándares de metrología son objetos o ideas que se designan como autorizados por alguna razón aceptada. Cualquier valor que posean es útil para compararlos con muestras desconocidas con el fin de establecer o confirmar un valor asignado basado en el estándar. La realización de comparaciones de medición para establecer la relación entre un estándar y algún otro dispositivo de medición se denomina calibración. El estándar ideal es reproducible de forma independiente sin incertidumbre. Se proyecta que el mercado mundial de productos con aplicaciones de nanotecnología alcance al menos un par de cientos de miles de millones de dólares en un futuro próximo. Hasta hace poco, casi no existían estándares establecidos y aceptados internacionalmente para el campo relacionado con la nanotecnología. El Comité Técnico TC-229 de la Organización Internacional de Normalización (ISO) sobre Nanotecnología publicó recientemente algunos estándares para la terminología, la caracterización de nanomateriales y nanopartículas utilizando herramientas de medición como AFM , SEM , interferómetros , herramientas optoacústicas, métodos de adsorción de gases, etc. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC ) ha publicado ciertos estándares para la estandarización de mediciones de propiedades eléctricas . Algunos estándares importantes que aún no se han establecido son los estándares para medir el espesor de películas o capas delgadas, la caracterización de las características de la superficie, los estándares para la medición de fuerza a nanoescala, los estándares para la caracterización de las dimensiones críticas de nanopartículas y nanoestructuras, y también los estándares para la medición de propiedades físicas como la conductividad, la elasticidad, etc.

Debido a la importancia de la nanotecnología para el futuro, diversos países del mundo cuentan con programas para establecer estándares nacionales de nanometrología y nanotecnología. Estos programas son gestionados por los organismos nacionales de normalización de cada país. En Estados Unidos, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha estado trabajando en el desarrollo de nuevas técnicas de medición a nanoescala y también ha establecido estándares nacionales para la nanotecnología. Dichos estándares abarcan la caracterización de nanopartículas, la caracterización de la rugosidad , los estándares de magnificación , los estándares de calibración , entre otros.

Es difícil proporcionar muestras con las que se puedan calibrar instrumentos de precisión a nanoescala. Los estándares de referencia o calibración son importantes para garantizar la repetibilidad. Pero no existen estándares internacionales para la calibración y los artefactos de calibración proporcionados por la empresa junto con su equipo solo sirven para calibrar ese equipo en particular. Por lo tanto, es difícil seleccionar un artefacto de calibración universal con el que podamos lograr repetibilidad a nanoescala. A nanoescala, durante la calibración, se debe tener cuidado con la influencia de factores externos como vibración , ruido , movimientos causados ​​por deriva térmica y fluencia , comportamiento no lineal e histéresis del escáner piezoeléctrico ^{[ 2 ]} y factores internos como la interacción entre el artefacto y el equipo que pueden causar desviaciones significativas.

Las nanoestructuras se pueden clasificar según la estructura y el tamaño de sus granos. Esto aplica tanto a nanoestructuras bidimensionales como tridimensionales.