Una brecha controlada y reproducible entre la punta y la muestra es un requisito crucial en TERS experimentos. Para la regulación de la punta sobre la superficie de la muestra, se han empleado principalmente tres métodos SPM (Microscopio de Sonda de Barrido): AFM, STM y Microscopía Normal/Fuerza de Cizalladura.
Microscopía de Fuerza Atómica basada en voladizo (AFM):
El microscopio de fuerza atómica se basa en medir las fuerzas de flexión de un haz que sostiene la punta real. Lo más común es que esto se consiga detectando el cambio de reflexión de un haz láser inducido por fuerzas una vez que el voladizo detecta una interacción con la punta (modo contacto), o un cambio en la frecuencia de resonancia de una oscilación inducida de la punta debido a la proximidad de la muestra (modo semi-contacto, también llamado modo intermitente, o modo tapping).
En todos los casos, estas fuerzas están relacionadas con interacciones atómicas o moleculares típicas, que van desde fuerzas de van der Waals hasta interacciones electrostáticas repulsivas.
La principal ventaja de los modos de retroalimentación AFM basados en voladizo es que casi no existen requisitos especiales de muestra. El sistema funciona en cualquier superficie con rugosidad de hasta varios micras, y se puede sondear mucha información adicional relacionada con las interacciones punta a muestra (topografía, imagen de fase, conductividad, fricción, potencial de contacto y mucho más).
En TERS, el modo de contacto AFM se ha utilizado con éxito; Sin embargo, se debe tener especial cuidado para evitar dañar la punta metálica (recubierta). La retroalimentación en modo de golpeteo es más adecuada para muestras biológicas pegajosas, como lípidos, proteínas, etc. Sin embargo, si las amplitudes de oscilación de la punta son grandes, la punta solo ocurre durante una fracción del tiempo en la región real de campo cercano. Por lo tanto, el reto es realizar los TERS experimentos con las amplitudes más bajas posibles y una distancia punta de muestra bien conocida, manteniendo una retroalimentación estable. Como respuesta técnica, se ha desarrollado en el SmartSPM un modo de imagen específico, el llamado modo "Spec-stack", de modo que la punta alterna entre contacto para la adquisición del TERS y se mueve en modo de golpeteo al siguiente píxel para evitar daños en la proximidad de la punta.
Microscopía de escaneo y túnel (STM):
En STM, una punta conductora se mantiene a distancia de tunelamiento de electrones respecto a la superficie. Para el tunelamiento, tanto la punta como la superficie de la muestra deben ser conductoras; por ello, principalmente metales se utilizan tanto como sustratos como para las puntas. La distancia de tunelamiento entre la punta y la muestra suele considerarse en la región de 1 nm o menos.
La desventaja del enfoque STM es la limitación a muestras conductoras o monocapas moleculares y otras muestras muy delgadas. Por otro lado, las principales ventajas de la retroalimentación STM son la mayor resolución espacial, el mejor control de la distancia de la punta y la fácil preparación de la punta (la mayoría de las veces mediante grabado electroquímico). Además, al cambiar el sesgo de la punta, el STM puede investigar parámetros adicionales que son específicamente de interés en electroquímica.
Microscopía de fuerza cortante y fuerza normal:
En un microscopio de fuerza de cizallamiento, una punta metálica (generalmente la misma TERS que la usada en STM) se pega a la punta de un diapasón de cuarzo. Al excitarse, este sistema (punta y horquilla) vibra a su frecuencia de resonancia usando la piezoelectricidad natural del cuarzo. Cuando este sistema oscilante se acerca a la superficie mediante la amortiguación de la oscilación libre, similar al AFM en modo de taping, se utiliza una destunización de la resonancia como señal de retroalimentación. Se pueden usar dos enfoques diferentes: (i) modo de fuerza de corte cuando la dirección de oscilación del diapasón es paralela a la superficie de la muestra (interacción similar al modo usado con SNOM basada en fibra) y (ii) modo de fuerza normal cuando esta dirección de oscilación es normal a la superficie de la muestra (lo que conduce a una interacción atómica típica como en la regulación AFM). La principal ventaja es la fácil preparación de la punta; sus inconvenientes son la resolución lateral intrínsecamente menor y la muy baja reproducibilidad al pegar la punta a la punta.