Atomic Force Microscopy (AFM)

 

 

La microscopie à force atomique est aujourd’hui un outil indispensable pour caractériser les surfaces à l’échelle nanométrique et atomique. L’utilisation de la complémentarité de ces équipements AFM en association avec d’autres techniques de caractérisation de surface, tels que la microcopie électronique à balayage, la spectroscopie Raman permet d’accéder pour la topographie à une quantification de la rugosité de surface et aux mesures dimensionnelles notamment pour la hauteur d’objets ou structures réalisées en nanotechnologie et de d’identifier différents matériaux par la mesure du potentiel de surface (KFM). De plus, des modes complémentaires permettent, toujours à l’échelle nanométrique la nanomanipulation d’objets, la cartographie de domaines magnétiques (MFM), de potentiel local de surface (KFM), de piézoréponse (PFM) et I/V.

Microscope à force atomique BRUKER Icon :

  • Modes classiques: Topographie, MFM, EFM/KPFM
  • Modes spécifiques: I/V (contact, peakforce), nanomanipulation, LAO
  • Taille d’échantillons: du mm à 20cm
  • Résolution en Z jusqu’à 0.03nm
  • Accès optique caméra : résolution 1µm

Microscope à force atomique BRUKER DI3100 :

  • Modes classiques: Topographie, MFM, EFM/KPFM
  • Modes spécifiques: nanomanipulation, LAO
  • Taille d’échantillons: du mm à 20cm
  • Résolution en Z jusqu’à 0.05nm
  • Accès optique caméra : résolution 1µm

Microscope à force atomique BRUKER Multimode Nanoscope III :

  • Modes classiques: Topographie, MFM, EFM (amplitude)
  • Modes spécifiques: STM, LAO
  • Taille d’échantillons: du mm à 1.5cm
  • Résolution en Z jusqu’à 0.03nm
  • Accès optique caméra : résolution 1µm

Microscope à force atomique BRUKER Multimode Nanoscope IIIa :

  • Modes classiques: Topographie, MFM, EFM/KFM (amplitude + phase)
  • Taille d’échantillons: du mm à 1.5cm
  • Résolution en Z jusqu’à 0.03nm
  • Accès optique caméra : résolution 1µm

Illustrations :

 

Caractérisation de surface et validation de procédé par AFM

 

Nanofils GaAlAs/GaAs :
Structure Cœur-coquille de nanofils GaAs/GaAlAs enterrés dans une couche épitaxiée par MBE,  analysée par AFM en section transverse. Nous mesurons l’épaisseur de la coquille AlGaAs.

Couche de Graphène épitaxié :
Les couches sont formées par la sublimation d’un substrat de SiC. L’objectif est de progresser vers le contrôle de croissance de larges terrasses de graphène (1.0µm).

Contrôle de dépôt métallique :
Morphologie de surface, rugosité et épaisseur d’une couche mince métallique par AFM. Rq= 2nm (image 3x3 µm). Optimisation du procédé de dépôt métallique pour couche très mince de film supraconducteur NbN (10nm) deposée par pulvérisation.

 
 
  Microscopie à force magnétique                                                  Microscopie à force électrique                     Nanomanipulation par AFM

 

Structure de domaines magnétiques de MnAs/GaAs(001):
Les électrodes MnAs sur GaAs(001) se comportent
comme des barreaux magnétiques classiques avec une forte anisotropie uniaxiale dans le plan. Cela favorise une configuration de domaines magnétiques ouverts qui a été observée par mesures MFM en section transverse de couche clivée MnAs/GaAs(001).

Intégration III/V sur Si :
Mesures I/V par AFM de nanocristaux de GaAs sur Si et nanofils enterrés (G. Hallais, Dpt Matériaux).

Nanomanipulation d'empilement de matériaux 2D :
Avec la pointe d’un AFM et mesure de transport in situ (R. Ribeiro, Nanoelectronic Dpt)
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