CHAPITRE 5 - MÉTHODES D’ANALYSE DE L’INGÉNIEUR DES SURFACES
185
Fig. 5.21. Modes topographiques : (a) a courant constant ; (b) a courant variable
2.3.2. Microscopie a force atomique -AFM
Au lieu de tester des champs électriques, on mesure des variations de forces
d’interaction entre une pointe et une surface. Ces forces peuvent être de plusieurs types : interaction dipôle-dipôle entre les molécules à dipôle permanent
ou induit (forces de Van der Waals), forces électrostatiques ou magnétiques,
forces capillaires. Dans le chapitre précédent, nous avons introduit la notion de
forces moléculaires au voisinage des surfaces et nous avons vu que les forces
exercées entre deux surfaces géométriques dépendaient de la configuration géométrique de ces deux surfaces. Ces forces sont en général en 1 Idn dans la partie
répulsive comme on l’a vu (Tabl. 4.W). L a pointe est en général en silicium, en
diamant ou en nitrure de silicium. Elle est fixée à l’extrémité d’un levier (montage
en cantilever) de faible constante de raideur ( 0 , O l à 10 N.m-’) qui transmet la
force exercée entre la pointe et la surface (Fig. 5.22).
Fig. 5.22. Principe de fonctionnement de I’AFM.
L’ensemble est balayé de la même manière qu’en STM. La déflexion du cantilever permet de mesurer les forces entre pointe et surface qui sont de l’ordre de
N grâce à la déviation d’un faisceau laser réfléchi sur une partie
métallisée du cantilever et mesuré par une diode à quadrants. L a forme de la
pointe conduit aux mêmes effets que ceux décrits sur la figure 5.6.
à
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Fig. 5.21. Modes topographiques : (a) a courant constant ; (b) a courant variable
2.3.2. Microscopie a force atomique -AFM
Au lieu de tester des champs électriques, on mesure des variations de forces
d’interaction entre une pointe et une surface. Ces forces peuvent être de plusieurs types : interaction dipôle-dipôle entre les molécules à dipôle permanent
ou induit (forces de Van der Waals), forces électrostatiques ou magnétiques,
forces capillaires. Dans le chapitre précédent, nous avons introduit la notion de
forces moléculaires au voisinage des surfaces et nous avons vu que les forces
exercées entre deux surfaces géométriques dépendaient de la configuration géométrique de ces deux surfaces. Ces forces sont en général en 1 Idn dans la partie
répulsive comme on l’a vu (Tabl. 4.W). L a pointe est en général en silicium, en
diamant ou en nitrure de silicium. Elle est fixée à l’extrémité d’un levier (montage
en cantilever) de faible constante de raideur ( 0 , O l à 10 N.m-’) qui transmet la
force exercée entre la pointe et la surface (Fig. 5.22).
Fig. 5.22. Principe de fonctionnement de I’AFM.
L’ensemble est balayé de la même manière qu’en STM. La déflexion du cantilever permet de mesurer les forces entre pointe et surface qui sont de l’ordre de
N grâce à la déviation d’un faisceau laser réfléchi sur une partie
métallisée du cantilever et mesuré par une diode à quadrants. L a forme de la
pointe conduit aux mêmes effets que ceux décrits sur la figure 5.6.
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