Microscopie à force atomique

feynwoman · 14/02/2010 - 12h54

Bonjour
J'ai fait un TP d'AFM ou il fallait sonder un réseau optiquee; et une des questions préliminaire à été de mesurer le pas du réseau avec un microscope optique , je ne pense pas que c'est possible à moins que le pas soit de l'ordre du micron , et pour la hauteur je ne pense pas qu'on puisse la déterminer
qu'es-ce que vous en pensez
Merci

**LPFR** · 14/02/2010 - 14h40

Bonjour.
Les réseaux de diffraction optiques "habituels" font 10 000 lignes par pouce, ce qui fait un pas de 2,5 µm.
Donc c'est faisable, mais un peu limite. Peut-être qu'il faut utiliser un objectif à immersion. Faut-il encore que l'on vous laisse tripoter le réseau et lui mettre de l'huile.
Au revoir.

feynwoman · 14/02/2010 - 15h20

Mais pour ce qui est de la hauteur , es-ce qu'on peut la déterminer approximativement avec un microscope optique?
Le prof a parlé de profondeur de champs , il a dit que si elle est faible on peut estimer la profondeur du réseau (des fentes qui sont des carré dans notre cas) en jouant sur la netteté mais j'ai pas bien saisi ou il voulait en venir
Merci

**LPFR** · 14/02/2010 - 15h58

Re.
Oui, c'est possible si la profondes des traits est assez grande. Effectivement, la profondeur de champ à fort grossissement est très petite. Et les bons microscopes ont une mollette de focalisation micrométrique graduée en microns. Donc on peut estimer la distance verticale entre les détails focalisés au plus haut avec ceux focalisés au plus bas de la molette. Mais c'est un peu limite d'appeler ça une "mesure".
A+

feynwoman · 14/02/2010 - 18h01

J'ai une question (ou des ) à propos de l'AFM
j'ai fait mon tp d'AFM , et j'ai un soucis dans l'analyse des courbes de force, es-ce qu'il y a un expert en AFM pour m'aider , car je comprends pas cette histoire de la force d'adhésion , de capillarité, électrostatique, van der walls je ne sais pas quelle force agit à la descente et au retrait , et comment on peut remonter à la taille du ménisque d'eau
Merci

Tiluc40 · 14/02/2010 - 18h33

Bonjour,
Je ne suis pas sûr de prétendre au titre d'expert, mais voici ce que je ferais. En mode contact, lors ce que tu fais une courbe de force. Tu approches la pointe de la surface. Lorsqu'elle entre en contact, il se produit un saut puis plus tu t'enfonces, plus la force de répulsion augmente. Lors du retrait, la force diminue, mais ta pointe reste accrochée par le ménisque d'eau dû à la fine couche d'eau adsorbée en surface. Plus le ménisque d'eau sera important, plus tu devras retirer ta pointe avant la rupture du contact. D'où une estimation de la taille du ménisque en comparant l'ordonnée du contact et l'ordonnée à la rupture. Après la rupture, la courbe revient sur la trace de la courbe d'approche. Si tu as besoin de plus d'explications, regarde le manuel, ou alors poste ici la courbe d'avancée/retrait en précisant quelles sont les phases qui te posent problème.

**LPFR** · 14/02/2010 - 18h51

Re.
Je dois être bête, mais je ne vois pas de ménisque dans un microscope à force atomique.
A+

Tiluc40 · 14/02/2010 - 22h16

Envoyé par LPFR

Re.
Je dois être bête, mais je ne vois pas de ménisque dans un microscope à force atomique.
A+

Bonsoir,
Il s'agit du phénomène analogue à ce qui se passe lorsqu'on trempe une fibre dans l'eau, et qui explique en AFM l'hystéresis sur les courbes de force. Une fine pellicule d'eau est en général adsorbée sur les surfaces. Lorsqu'on approche la pointe, dès qu'elle touche cette pellicule, l'eau "monte" sur la pointe par capillarité et forme donc un ménisque. Au retrait, il faudra vaincre la capillarité pour séparer la pointe de la surface. Ca peut être génant dans certains types de mesure, et peut amener à passer à d'autres modes (tapping, en immersion) pour diminuer la perturbation.

**LPFR** · 15/02/2010 - 11h59

Bonjour Tiluc40.
Merci.
S'il s'agit d'une analogie pour expliquer l'hystérésis, tout rentre dans l'ordre.

Mais, l'analogie n'est pas parfaite. Dans le cas du microscope, elle est due à la dépendance linéaire de la force et de la flexion du levier et à la dépendance non linéaire de la force et la position pour les forces de van der Waals. Ce qui fait qu'il y a plus d'une position d'équilibre stable.

Si je devais utiliser une analogie, j'utiliserais plutôt l'attraction d'une lame souple d'acier par un aimant. Ou d'un morceau de fer attaché à un ressort par un aimant. L'avantage est que n'importe qui peut le vérifier chez soi.
Cordialement,

Chip · 15/02/2010 - 17h13

Envoyé par Tiluc40

Une fine pellicule d'eau est en général adsorbée sur les surfaces. Lorsqu'on approche la pointe, dès qu'elle touche cette pellicule, l'eau "monte" sur la pointe par capillarité et forme donc un ménisque. Au retrait, il faudra vaincre la capillarité pour séparer la pointe de la surface. Ca peut être génant dans certains types de mesure, et peut amener à passer à d'autres modes (tapping, en immersion) pour diminuer la perturbation.

Envoyé par LPFR

S'il s'agit d'une analogie pour expliquer l'hystérésis, tout rentre dans l'ordre. Mais, l'analogie n'est pas parfaite

Il ne s'agit pas d'une simple analogie mais d'une réalité physique... on parle ici d'un film d'eau bien réel, qui est à l'origine de forces de capillarité (entre autres) sur la pointe de l'AFM.

Tiluc40 · 15/02/2010 - 17h32

Bonjour LPFR, bonjour Chip,
En effet. J'aurais dû mettre identique à la place d'analogue. S'il faut trouver une expérience simple plus macroscopique pour illustrer ce phénomène, enfoncez l'extrémité d'un trombone déplié (par exemple) dans une goutte d'eau. A l'approche, le ménisque ne se forme que lorsque le bout du trombone vient au contact de la surface de la goutte. Au retrait, on voit clairement le ménisque relier le bout du trombone même lorsque celui-ci est revenu à une position située légèrement au dessus de la surface de la goutte non perturbée. Puis vient la rupture du ménisque lorsque l'on retire encore le trombone et que la capillarité ne tient plus.

P.S. Ca devrait être plus net en rajoutant du savon.

feynwoman · 16/02/2010 - 19h41

Envoyé par LPFR

Re.
Oui, c'est possible si la profondes des traits est assez grande. Effectivement, la profondeur de champ à fort grossissement est très petite. Et les bons microscopes ont une mollette de focalisation micrométrique graduée en microns. Donc on peut estimer la distance verticale entre les détails focalisés au plus haut avec ceux focalisés au plus bas de la molette. Mais c'est un peu limite d'appeler ça une "mesure".
A+

En mesurant la hauteur du réseau , j'ai trouvé 0.2 micron , es-ce qu'il y a des microscope qui peuvent mesurer cette hauteur

**LPFR** · 16/02/2010 - 20h38

Envoyé par feynwoman

En mesurant la hauteur du réseau , j'ai trouvé 0.2 micron , es-ce qu'il y a des microscope qui peuvent mesurer cette hauteur

Bonjour.
Je parie un café que non. Tous les microscopes optiques que j'ai vu (mais je n'ai pas vu tous les microscopes!) avaient de graduations en microns.
De plus, avoir moins de 0,1 µm de profondeur de champ doit être très désagréable pour des observations habituelles.
Au revoir.