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Analyse et technologie des surfaces
• en mode friction, où on mesure la force normale F N et aussi la force latérale
F L (perpendiculaire à l’axe longue du cantilever);
• en mode non-contact par modulation du levier.
Dans le premier mode, la surface est balayée à force constante grâce à un circuit d’asservissement sur le piézo-électrique du déplacement de l’échantillon z: on
obtient alors directement l’ondulation de la surface (Traité des Matériaux, vol. 16).
C’est le mode choisi s’il s’agit de mesurer une structure périodique d’échantillons
isolants. La figure 7.13 donne l’exemple de DLC (Diamond like Carbon) et la
visualisation de ses petits monocristaux.
Dans les deuxième et troisième modes, le balayage est effectué avec un levier
rigide et on enregistre la variation des forces interatomiques en fonction des coordonnées x, y de la surface pour obtenir F(x, y). Le mode de déflexion est appliqué de
préférence pour l’imagerie des matériaux organiques (polymères, molécules) car il
évite la déformation des molécules. Dans le mode friction, on mesure le coefficient
de friction µ qui est défini par le rapport
. En mode non-contact, on applique une oscillation à la pointe. Ainsi, on mesure les variations en z par une variation
soit de l’amplitude en z soit de la phase de la modulation. Signalons que dans le
mode de déflexion on peut également varier l’amplitude ou la fréquence de la
modulation. La variation de l’amplitude est de 0,1-100 nm et celle de la fréquence
de 1 à 10 4 kHz. Cette modulation permet de mettre en évidence des phases différentes d’un échantillon inhomogène.
7.8 AUTRES SONDES
C’est la nature de la pointe qui a inspiré le développement d’autres méthodes et
applications nanométriques. L’idée de base est d’utiliser la sonde dans d’autres
F N / F L
0
1
2
3
4
5
5
4
3
2
1
µm
1600 nm
Fig. 7.13 Surface d’une surface de DLC (diamond like carbon) mesurée par l’AFM (d’après [7.5]).
Analyse et technologie des surfaces
• en mode friction, où on mesure la force normale F N et aussi la force latérale
F L (perpendiculaire à l’axe longue du cantilever);
• en mode non-contact par modulation du levier.
Dans le premier mode, la surface est balayée à force constante grâce à un circuit d’asservissement sur le piézo-électrique du déplacement de l’échantillon z: on
obtient alors directement l’ondulation de la surface (Traité des Matériaux, vol. 16).
C’est le mode choisi s’il s’agit de mesurer une structure périodique d’échantillons
isolants. La figure 7.13 donne l’exemple de DLC (Diamond like Carbon) et la
visualisation de ses petits monocristaux.
Dans les deuxième et troisième modes, le balayage est effectué avec un levier
rigide et on enregistre la variation des forces interatomiques en fonction des coordonnées x, y de la surface pour obtenir F(x, y). Le mode de déflexion est appliqué de
préférence pour l’imagerie des matériaux organiques (polymères, molécules) car il
évite la déformation des molécules. Dans le mode friction, on mesure le coefficient
de friction µ qui est défini par le rapport
. En mode non-contact, on applique une oscillation à la pointe. Ainsi, on mesure les variations en z par une variation
soit de l’amplitude en z soit de la phase de la modulation. Signalons que dans le
mode de déflexion on peut également varier l’amplitude ou la fréquence de la
modulation. La variation de l’amplitude est de 0,1-100 nm et celle de la fréquence
de 1 à 10 4 kHz. Cette modulation permet de mettre en évidence des phases différentes d’un échantillon inhomogène.
7.8 AUTRES SONDES
C’est la nature de la pointe qui a inspiré le développement d’autres méthodes et
applications nanométriques. L’idée de base est d’utiliser la sonde dans d’autres
F N / F L
0
1
2
3
4
5
5
4
3
2
1
µm
1600 nm
Fig. 7.13 Surface d’une surface de DLC (diamond like carbon) mesurée par l’AFM (d’après [7.5]).