AFM ou Microscopie à champ proche

La plateforme AFM caractérise par imagerie les matériaux et les nanostructures à l’échelle nanométrique et atomique.

Description

Domaines d’activités :

La plateforme AFM (ou microscopie à champ proche) a pour missions l’imagerie et la caractérisation des matériaux et des nanostructures à l’échelle nanométrique. La microscopie en champ proche répond au besoin croissant des différents axes de recherche de l’IS2M d’ajouter un outil d’observation en 3 dimensions. En cela, elle est complémentaire des autres techniques classiques de microscopie pour assurer le suivi de leur technologie à une échelle toujours plus faible.

En plus, elle apporte, la possibilité de caractériser à l’échelle nanométrique les comportements physiques (électriques, mécanique, magnétiques…) et chimiques des nouveaux matériaux ou composants.

Principaux équipements (forces de l’Institut) :

La plateforme de microscopie en champ proche de l’IS2M est équipée de :

  • 3 microscopes à force atomique (AFM) :
    • NanoScope IV
    • NanoScope V
    • FlexAFM
  • 1 microscope à Effet Tunnel

Les quatre ensembles AFM sont complémentaires : ils permettent de couvrir une large gamme de taille d’échantillons et d’accéder à des conditions environnementales variées (gaz neutre, humidité contrôlée, milieu liquide, température variable de -40°C à 350°C). Deux des systèmes permettent également de travailler en STM.

Descriptif technique

Microscope à force atomique FlexAFM
Localisation rue J. Starcky
Scanner piézoélectrique Pb(Ti, Zr) O3 (PZT).
Gamme de balayage X/Y/Z 100µm x 100µm x 10µm.
Détecteur photodiodes 4 quadrants.
Résolution résolution atomique et résolution en z de l’ordre de la fraction de nm
Mode de fonctionnement mode contact : morphologie de surface, force de friction, force d’adhésion, modulation de force, nano-lithographie,…
modes résonants : mode tapping, contraste de phase, KPFM, EFM, MFM…
Préparation d’échantillons les études peuvent être réalisées sur tous type d’échantillons (métaux, polymère, molécules absorbée… échantillons sous forme de pièces, de films, de fibres, de poudres…
Milieu de travail air, atmosphère contrôlée, milieu liquide, travail sous boîte à gant
Accessoires cellule liquide, porte échantillon/sous étirement, plaque chauffante
Accessibilité en libre service oui pour les permanents et étudiants de thèse ayant un grand nombre d’échantillons après formation par le responsable technique

Contact :     Aissam Airoudj, Philippe Kunemann

Microscope à force atomique NanoScope IV
Localisation rue J. Starcky
Scanner piézoélectrique 2 type de scanner

Scanner 10678JVHC/ Gamme de balayage X/Y/Z : 178 µm x 178µm x 5µm
Scanner 10405EVLR Gamme de balayage X/Y/Z : 14µm x 14µm x 3µm

Détecteur photodiodes 4 quadrants.
Résolution résolution atomique et résolution en z de l’ordre de la fraction de nm
Mode de fonctionnement mode contact : morphologie de surface, force de friction, force d’adhésion, modulation de force
modes résonants : mode tapping, contraste de phase KPFM, EFM, MFM…
Mode Peak-Force QNM (Quantitative Nanomechanical Property Mapping)
Préparation d’échantillons les études peuvent être réalisées sur tous type d’échantillons (métaux, polymère, molécules absorbée… échantillons sous forme de pièces, de films, de fibres, de poudres…
Contrainte de préparation d’échantillons taille maximale 1.5cmx1.2cm, épaisseur < 6 mm.
Milieu de travail air, milieu liquide, atmosphère contrôlée
Accessoires Tête STM, contrôleur de température, contrôleur magnétique, cellule liquide, cellule de température
Accessibilité en libre service oui pour les permanents et étudiants de thèse ayant un grand nombre d’échantillons après formation par le responsable technique

Contact : Aissam Airoudj, Philippe Kunemann

Microscope à Force atomique NanoScope V
Localisation 3bis rue Alfred Werner
Scanner piézoélectrique 5161EVLR
Gamme de balayage X/Y/Z 140µm x 140µm x 3µm.
Détecteur photodiodes 4 quadrants.
Résolution résolution atomique et résolution en z de l’ordre de la fraction de nm
Mode de fonctionnement mode contact : morphologie de surface, force de friction, force d’adhésion, modulation de force
modes résonants : mode tapping, contraste de phase, les forces magnétique et électrostatique
Préparation d’échantillons les études peuvent être réalisées sur tous type d’échantillons (métaux, polymère, molécules absorbée… échantillons sous forme de pièces, de films, de fibres, de poudres…
Contrainte de préparation d’échantillons taille maximale 1.5cmx1.2cm, épaisseur < 6 mm.
Milieu de travail air, milieu liquide, atmosphère contrôlée
Accessoires Tête STM, STM liquide, contrôleur magnétique, cellule liquide.
Accessibilité en libre service oui pour les permanents et étudiants de thèse ayant un grand nombre d’échantillons après formation par le responsable technique

Contact :     aissam airoudj