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Univ. Paris-Saclay
Microscopie à force atomique - AFM
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La microspie à force atomique (ou AFM pour Atomic Force Microscopy en anglais) est une technique de microscopie à sonde locale qui permet d'observer le relief  d'une surface. Pour ceci une pointe très fine supportée par un microlevier balaye l'échantillon. La pointe très proche de la surface subit de la part de celle-ci une force attractive ou répulsive selon la distance pointe-surface mesurée par la déviation du levier. En stabilisant au cours du balayage la position de la pointe pour obtenir une déviation constante, on obtien tainsi une image iso-force de la surface qui reflète sa topographie.

1 : tête d'AFM.
2 : binoculaire permettant de se positionner sur l'échantillon reliée à l'écran : 3 par une caméra CCD.
4 : laser dont le faisceau est divisé en trois faisceaux dirigés vers les trois interféromètres :
5 : Les interféromètres sont reliés via les fibres optiques (6) à un ordinateur.
La résolution en x, y et z  de ce type d'AFM est typiquement de 9 nm.

 

L'observation d'une surface par AFM permet d'observer sa topographie pratiquement à l'échelle atomique. Son utilisation est universelle puisque que l'on peut étudier des échantilons non conducteurs. La résolution de la méthode est cependant usuellement plus faible qu'avec un microscope à effet tunnel (STM), mais qui nécessite un échantillon conducteur. 

L'utilisation de l'AFM est très générale : surface des matériaux, dépôts chimiques, matériaux biologiques, études de mouillage...

A titre d'exemple, la figure ci-contre montre l'examen par AFM et interférométrie d'une surface de rupture.

Le dossier complet sur le site CEA

Voir aussi sur wikipedia.

 
#227 - Màj : 23/03/2017
Voir aussi
F. Martin, S. Fréchard, D. Delfrari, J. Cousty ; Coll. C. Bataillon (CEA/SCCME)
The early stages of corrosion of stainless steels under stress are still not very well understood despite a lot of investigations. [1] Many techniques have been used for studying this process of metal damaging because of its huge economical importance. However, none of these investigations, except optical microscopy, implies in situ observations and provides maps of damaged areas. Thus, the degradation if these metals was studied with a poor resolution, typically above the micrometre.
F. Martin, S. Fréchard, D. Delfrari, J. Cousty ; Coll. C. Bataillon (CEA/SCCME) ; C. Clément (Ecole des Mines)
In this work, damages induced by stress were investigated in situ by using the set up described above, which combines an AFM microscope working in contact mode, an electrochemical cell and a tensile micromachine. First, the changes in the surface morphology induced by plastic deformation of the specimen will be described and analysed. Then, we will report the first observation of nanometre damages generated by a stress in a corrosive environment.
F. Martin, S. Fréchard, D. Delfrari, J. Cousty ; Coll. C. Bataillon (CEA/SCCME) ; P. Layrolle (INSERM/Faculté de chirurgie dentaire de Nantes)
During the preparation of ultra flat surfaces of stainless steel for the two above studies of degradation of these materials, we experimented an electrochemical polishing process with a classical bath for obtaining a mirror-like surface. The electrochemical solution consists in perchloric acid in an organic solvent cooled at constant temperature ~ 4°C. Either the current ranging from 0.1 to 0.8A or the voltage varying from 15 to 60V was controlled in the electrochemical cell.
Corinne CHEVALLARD, Patrick GUENOUN, Jean DAILLANT, Mathilde LEPÈRE, Johannes PECHER, Agnes KOLODZIEJSKI, Nicolas CHEVALIER
Sous l’effet de la compression, la monocouche subit une transition de phase, qui fait apparaître une direction cristalline supplémentaire, perpendiculairement aux feuillets β. La transition du cristal peptidique 1D à un cristal 2D est décrite en termes de formation de structures hiérarchiques (cf. Fig.
J. Daillant, P. Guenoun
The majority of electronic devices is designed on silicon wafers where the architecture of the different layers is made through lithographic techniques and resin masks. To cope with the desired increase in performance (Moore’s law), the structure size has to be reduced in order to integrate a larger number of components. Lithographic techniques then reach limits (pure top-down process).
La nanophotonique nonlinéaire s'intéresse aux propriétés optiques nonlinéaires de nano-objets.

 

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