Influence d'un film visco élastique ultra-mince sur la réponse d'une pointe oscillante : vers un aspect quantitatif du mode semi contact d'un microscope à force atomique

Ing. M. VAN DROOGENBROEK
Dr J. LECOINTRE
PIERRARD - Virton

Le microscope atomique est un type de microscope à sonde locale permettant de visualiser la topographie de la surface d'un échantillon. Le mode semi contact consiste à faire vibrer une pointe à sa fréquence propre de résonance avec une certaine amplitude. La rétroaction se fait alors sur l'amplitude d'oscillation du levier suite à l’interaction de la pointe avec la surface. Un modèle a été développé, prenant en compte l'impact du film viscoélastique ultrafin dans le comportement du levier oscillant en mode semi contact. Sur base de ce modèle, la réaction de la pointe en fonction de la viscosité et de l'épaisseur du film a été analysée pour obtenir une topographie de surface.

Mots-Clefs: Microscope atomique, film viscoélastique, topographie de surface, modélisation

Tapping mode atomic force microscopy involves the tapping of a sharp tip − mounted on a flexible cantilever which vibrates at a frequency close to its natural frequency − onto a material surface (an ultrathin viscoelastic film). Using this mode, we can measure the surface topography. The resulting signal (mainly the phase lag) relates also to mechanical properties of the probed material. A model reproducing the behaviour of the tip, including the interactions between the tip and the surface, has been developed in order to study this resulting signal. The model has been validated by comparing its response to a similar model.

Keywords : Force microscopy, viscoelastic ultrathin film, surface topography, modeling


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Revue scientifique des ISILF n°28, 2014, p103