Laboratoire d'Analyses par Microscopie à Force Atomique (AFM)

Qu'est-ce que la Microscopie à Force Atomique (AFM) ?

Le Microscope à Force Atomique (AFM pour Atomic Force Microscope) est un microscope à sonde locale, haute résolution permettant de visualiser la topographie de la surface d’un échantillon mais aussi la tribologie, le comportement mécanique, électrique ou chimique.

Cette méthode permet d’analyser point par point la surface de l’échantillon grâce au balayage d’une sonde constituée d’une pointe nanométrique. Ce microscope offre donc la possibilité d’étudier des objets à très petite échelle.

En effet, le principe même de l’étude microscopique est de s’appuyer sur la lumière. Cependant, une fois dans l’univers de l’infiniment petit (moins de quelques centaines de nanomètres), l’observation conditionnée à la lumière devient impossible puisque la limite de résolution est de l’ordre de 100µm. L’AFM permet de s’affranchir de ces limites puisque ce type de microscopie fonctionne en mesurant les interactions attractives ou répulsives entre la pointe de l’AFM et la surface de l’échantillon. La résolution de l’AFM est de 1Å soit 0.1 nm latéralement et verticalement.

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La laboratoire FILAB analyse les surfaces de vos échantillons par AFM

En fonction des paramètres physico-chimiques recherchés, plusieurs configurations d’AFM peuvent être utilisées :

  • L’ AFM : pour caractériser tous types de matériaux, mesurer des paramètres de rugosité, des propriétés d’élasticité, d’adhésion, de friction,et d’énergie de surface…
  • Le SMM : ‘Scanning Microwave microscopy’ est un AFM couplé à la spectroscopie micro-onde. La pointe servant d’émetteur et récepteur local micro-onde (gigahertz), elle permet une analyse topographique et tomographique non destructive tout en gardant la propriété essentielle de l’AFM : la résolution nanométrique.  Le SMM permet de caractériser tous types de matériaux mesurer des changements microstructuraux, identifier la présence de défauts enterrés, mesurer les contraintes mécaniques sub-surfaciques, déterminer des profils de diffusion d’éléments légers (oxygène, azote et même l’hydrogène !) tout en étant non destructif… C’est une révolution !
  • L’UA-AFM est un AFM couplée à la spectroscopie acoustique. Basé sur le même principe que l’échographie, il permet de réaliser de la tomographie à l’échelle nanométrique et micrométrique pour caractériser tous types de matériaux tout en étant comme le SMM non destructif. Sensible au variation de densité, il permet de reconstituer en 3d les premiers micromètres d’une surface pour identifier des inclusions, des défauts pouvant être source de corrosion ou de rupture…
  • L’AFM-IR : est un AFM couplé à la spectroscopie infra-rouge. Cette technique basé sur l’effet photothermique induit par une illumination laser permet d’obtenir une cartographie chimique de la surface avec une résolution nanométrique.

Exemple de prestations par AFM

  • Recherche de contraintes mécaniques pouvant être à l’origine d’une rupture

  • Recherche de défauts de conductivité ou de permittivité électrique (semi-conducteur)

  • Mesure d’épaisseur de dépôt non destructif en surface d’une pièce

  • Profil de diffusion d’éléments légers (oxygène, azote, hydrogène…) en mode non destructif (équivalent à la NRA)

  • Recherche de défauts enterrés (inclusions, défaut de cristallisation,)

  • Tomographie avec une résolution nanométrique

  • Mesure mécanique locale dans le cadre d’une non-conformité ou d’un contrôle de pièce

  • Vérification de l’homogénéité d’un dépôt ou d’une fonctionnalisation de surface

Voir aussi...

Les + FILAB

  • Une équipe hautement qualifiée

  • Une réactivité de réponse et de traitement des demandes

  • Un laboratoire accrédité COFRAC ISO 17025

  • (Portées disponibles sur www.cofrac.com - N° accréditation : 1-1793)

  • Un parc analytique complet de 2100m²

  • Un accompagnement sur-mesure

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