Service de microscopie à force atomique

Introduction

La microscopie à force atomique (AFM) est une technique idéale pour caractériser les surfaces de matériaux avec une résolution inférieure à 100 nm. Sur des échantillons particulièrement plats, la résolution atteint des niveaux subnanométriques. L'AFM, tout comme la microscopie à effet tunnel (STM), fait partie des microscopies à sonde locale (SPM). Ce groupe comprend des techniques, des instruments et des procédures conçus pour caractériser les surfaces de matériaux à l'échelle nanométrique.

L'équipement disponible au Service de microscopie à force atomique (SMFA) permet d'obtenir des images tridimensionnelles à l'échelle nanométrique et en temps réel de la surface de tous types de matériaux, que ce soit dans l'air, dans des liquides ou sous atmosphères contrôlées à différentes températures. Les modes disponibles sont le mode contact et le mode contact intermittent.Tapotementet mode PeakForce Tapping. L'équipement résout la topographie des surfaces 3D en temps réel et peut fonctionner selon différents modes tels que l'AFM magnétique, l'AFM conductrice, l'AFM à force latérale (friction), l'AFM à force électrique, l'AFM à potentiel de surface (fonction de travail), l'AFM électrochimique, l'AFM à haute vitesse de balayage et l'AFM pour la caractérisation des propriétés nanomécaniques telles que le module d'élasticité (module de Young), les forces d'adhésion et la déformation.

Applications

Cette technique peut être appliquée aux métaux, semi-conducteurs, isolants, verres, céramiques, plastiques, polymères et, plus généralement, aux matériaux organiques, inorganiques, voire biologiques, qu'ils soient ou non déposés sur d'autres substrats. Sous certaines conditions, il est possible d'obtenir des images en milieu liquide sous contrôle électrochimique. De même, grâce aux techniques de contraste de phase, il est possible de caractériser certaines propriétés des matériaux, comme la détection de domaines magnétiques, de zones de dureté différente ou de zones de composition différente. La spectroscopie des courbes force-déplacement permet d'obtenir des cartographies tridimensionnelles quantitatives des propriétés mécaniques, telles que le module d'élasticité, la déformation et l'adhérence interfaciale à l'échelle nanométrique, pour une grande variété de matériaux. L'équipement intègre également un module STM à très haute résolution, applicable uniquement aux échantillons conducteurs.

Équipement:

• AFM Multimode 8 Nanoscope V (Bruker, Santa Barbara, Californie).
• AFM Dimension ICON (Bruker, Santa Barbara, Californie).
• STM/ AFM Nanoscope IIIa (Veeco/ Digital Instruments, Santa Barbara, Californie). 

Financement

L'infrastructure de ce service a été partiellement financée par le Fonds européen de développement régional (FEDER) :

(1) Projet IN94-0553 financé par le ministère de l'Éducation et des Sciences. (1994)

(2) INFR 2007/090 Projet d'infrastructure du gouvernement des îles Canaries. (2007)

(3) Projet UNLL08-3E-003. Ministère de la Science et de l'Innovation. (2011)

(4) Projet national ENE2016-74889-C4-2-R. Ministère de l'Économie et de la Compétitivité. (2016)

(5) Aide EQC2019-005647-P. Ministère de la Science et de l'Innovation. (2019)

(6) Projet : MINERVA. Appel à propositions FDCAN : 2023-2027