La Microscopie à Force Atomique (Atomic Force Microscopy " AFM ") est une technique permettant de visualiser avec une résolution nanométrique la morphologie tridimensionnelle de la surface d’un matériau, et de cartographier certaines de ses propriétés (adhésives, mécaniques, magnétiques, électriques, …). Cette technique permet l’observation des surfaces de tous types de matériaux solides (polymères, poudres, verres, textiles, fibres, échantillons biologiques, nanoparticules...) à l’air et en milieu liquide à pression atmosphérique.
Le principe de l’AFM repose sur la mesure des différentes forces d’interaction (forces de répulsion ionique, forces de Van-der-Waals, forces électrostatiques, etc…) entre les atomes de la surface de l'échantillon à observer et les atomes d’une pointe-sonde nanométrique, fixée sous un microlevier souple. Un faisceau laser, réfléchi sur la face arrière du microlevier et dirigé sur une photodiode 4 quadrants. La pointe balaye la surface et suit la topographie de l’échantillon, donnant une image tridimensionnelle du matériau analysé. Cette image permet en particulier de calculer les paramètres de rugosité.
Mesure simultanée de la topographie 3D et des paramètres mécaniques La force appliquée sur la pointe est contrôlée afin de préserver l'échantillon ainsi que la pointe de l'AFM. Les courbes approche-retrait à 2 kHz sont obtenues (spectroscopie de force) et analysées en temps réel afin d'extraire les paramètres mécaniques (module d'Young, adhésion pointe-surface, déformation..). Après calibration de la pointe, les mesures deviennent quantitatives.
- Vitesse d’écartement des mors ajustable de 0,8 mm/min à 25 mm/min.
- Capteur de force (plage de 0-500 N), précision de 0,1 N.
Aire maximale accessible : 110 × 110 µm2 (variation en z 14 µm maximum). Le stiching d'images est une possibilité pour observer des zones plus grandes. Pour observer des zones plus grandes et nécessitant un débattement en z plus important, l'utilisation d'un profilomètre optique sera préférée.
Résolution verticale : 0.1 Å
Résolution latérale/Taille de la sonde : 2 - 150 nm