Qu'est-ce qu'un microscope à force atomique
Microscopie à force atomique : une nouvelle technique expérimentale qui utilise les forces d'interaction entre les atomes et les molécules pour observer des caractéristiques microscopiques à la surface d'un objet. Il se compose d’une sonde de taille nanométrique fixée à un cantilever flexible de taille micronique, manipulé avec sensibilité. Lorsque la sonde est très proche de l'échantillon, les forces entre les atomes à son extrémité et les atomes à la surface de l'échantillon font que le porte-à-faux s'éloigne de sa position d'origine. Une image tridimensionnelle est reconstruite à partir de l'ampleur de la déviation ou de la fréquence de vibration de la sonde lors du balayage de l'échantillon. Il est possible d'obtenir indirectement la topographie ou la composition atomique de la surface de l'échantillon.
Il permet d'étudier la structure de surface et les propriétés des substances en détectant les forces d'interaction interatomiques très faibles entre la surface de l'échantillon à mesurer et un élément miniature sensible à la force. Une paire de micro-cantilevers, extrêmement sensibles aux forces faibles, est fixée à une extrémité, et une petite pointe à l'autre extrémité est rapprochée de l'échantillon, qui interagit ensuite avec lui, et les forces provoquent les micro-cantilevers. pour déformer ou changer leur état de mouvement.
Lors du balayage de l'échantillon, le capteur détecte ces changements et obtient des informations sur la répartition des forces, obtenant ainsi des informations sur la structure de la surface avec une résolution nanométrique. Il se compose d'un microcantilever avec une pointe d'aiguille, d'un dispositif de détection de mouvement microcantilever, d'une boucle de rétroaction pour surveiller son mouvement, d'un dispositif de balayage en céramique piézoélectrique pour numériser l'échantillon et d'un système d'acquisition, d'affichage et de traitement d'images contrôlé par ordinateur. Le mouvement du microcantilever peut être détecté par des méthodes électriques telles que la détection de courant tunnel ou des méthodes optiques telles que la déviation du faisceau et l'interférométrie, etc. Lorsque la pointe de l'aiguille et l'échantillon sont suffisamment proches l'un de l'autre et qu'il existe une répulsion mutuelle à courte portée entre eux, la répulsion peut être détectée pour obtenir la surface du niveau atomique de résolution de l'image, et en général la résolution du niveau nanométrique. Les mesures AFM des échantillons n'ont pas d'exigences particulières et peuvent être utilisées pour mesurer la surface des solides et systèmes d'adsorption.
