L'unité de microscopie à balayage de sonde du LCM comprend 7 microscopes à force atomique de type Bruker (MultiMode8, Dimension 3100, ICON FastScan, ICON BAG (boîte à gants), E-Scope), ANASYS (NanoIR2), WItec (ALPHA 300RS). Ces systèmes d'imagerie à fonctions multiples conjuguent performances et applications complémentaires. Ils sont munis d'accessoires et de modules additionnels qui augmentent leurs capacités opérationnelles et élargissent leurs champs d'applications : différents modes et techniques d'imagerie en air, en milieu liquide et à température variable.

Ces équipements d'intérêt majeur pour les domaines des nanosciences et des nanotechnologies permettent la caractérisation directe à l'échelle nanométrique de la surface des matériaux.

Consultez les règlements et tarifs du LCM.

Caractéristiques techniques

• AFM: Microscopie à force atomique, en mode contact et intermittent et Peak Force Tapping Modedans l'air et en liquide.
• STM: Microscopie à effet tunnel, mesure la topographie des surfaces conductrices et semi-conductrices ainsi que distribution surfacique de la densité électronique.
• FMM: Microscopie à modulation de force .
• LFM: Microscopie à force latérale, sonde les propriétés mécaniques (forces de friction) de la surface.
• PIM: Microscopie à imagerie de phase, détecte l'hétérogénéité chimique à la surface et révèle les différents domaines de phase.
• EFM: Microscopie à force électrique, explore les propriétés électrostatiques à l'interface et donne la distribution de charge.
• MFM: Microscopie à force magnétique, image et illustre les propriétés magnétiques de la surface.
• Imagerie Scan Asyst : l'optimisation Scan Asyst nous offre une amélioration drastique de la résolution latérale en imagerie AFM grâce à un contrôle accru des forces d'interactions entre la pointe et la surface jumelée à une optimisation automatique des paramètres d’optimisation, ceci améliore la productivité ainsi que la reproductibilité
• Peak Force QNM : Le PFQNM permet la cartographie quantitative des propriétés nano-mécaniques de surfaces. De chaque pixel (interaction pointes/échantillon) sont extraites les propriétés nano-mécaniques telles que le module, l'adhérence, la déformation et la dissipation.
• Peak Force Tuna : PFTUNA permet d'obtenir le relevé cartographique de la conductivité sur tous les échantillons, même les plus délicats.
• KPFM : Microscopie Kelvin Probe, permet de cartographier le potentiel de surface avec une résolution latérale de l'ordre du nm.
• Haute vitesse (FastScan): Imagerie à très haute vitesse (20 Hz): permettant de suivre des phénomènes dynamiques en temps réel avec une résolution nanométrique de manière non-dommageable pour l’échantillon ou la sonde
• Milieux: Imagerie dans l'air, en milieu liquide et à température variable.
• Scanner Closed-loop: Permet de revenir à un point défini (au nm près), pour des mesures de spectroscopiques de force ou nanolythographiques.
• Géométrie ouverte et porte échantillon (15x15 po2) : Accommodante aux montages sophistiqués en vue de couplage expérimental à l’AFM et pour l’imagerie de pièces/composantes de grande dimension sans altérations nécessaires.
• AFM-Raman: Imagerie Raman confocale (2D et 3D) à haute résolution spatiale (jusqu'à 1000 nm) combinée à l'imagerie AFM. Acquisition à un point défini (au μm près) de spectres Raman.
• SNOM: Scanning Near-field Optical Microscopy, permettant l’imagerie optique, non destructive, avec une résolution bien au-delà de la limite de diffraction, soit une résolution latérale 50-100 nm, (possibilité de travailler en milieu air ou liquide).
• AFM-IR: le NanoIR2 permet l'acquisition simultanée d’images topographiques à résolution spatiale nanométrique couplée à une imagerie d’absorption infrarouge de résolution spatiale similaire. Acquisition à un point défini (au nm près) de spectres infrarouges sur un large domaine spectral.Étude de  l’orientation moléculaire par polarisation du faisceau infrarouge. Mesures IR par polarisation
• NanoTA: Analyse thermique (transitions de phases) localisé au nm près. 

Spectroscopie Raman

Le LCM est doté de 2 spectromètres Raman (Renishaw InVia et InVia Reflex) couplés à des microscopes optiques (Leica) et à 4 lasers d'excitation. Cette installation de pointe est le système le plus performant et polyvalent de la société Renishaw. Aussi, le LCM possède un autre microscope Raman (Witec Alpha 3000) équipé de deux lasers et couplé à un AFM.

Caractéristiques techniques

• 5 longueurs d'onde différentes : 488 nm, 514 nm (>100mW), 532 nm, 633 nm, 785 nm
• 3 réseaux de diffraction : 1800, 1200 et 600 lignes/mm
• Microspectroscopie Raman conventionnelle et en mode confocal
• Cartographie spectrale point par point (Raman mapping)
• Analyse spectrale en profondeur (Raman depth profiling)
• Imagerie Raman linéaire (linefocus imaging)
• Mesures de photoluminescence (PL)

Microspectromètre Raman InVia                         Système Raman/AFM Witec

Accessoires et autres options

• Cellule thermostatée pour mesures Raman à température variable (-197 à 600 oC)
• Plusieurs objectifs (x5, x20, x50, x40, x100)
• Caméra vidéo couplée au microscope optique pour acquisition numérique des images des structures
• Platine motorisée pour exploration/positionnement fin en XYZ de l'échantillon
• Échantillonnage Raman à distance (Raman macro-sampling Kit)
• Possibilité de faire des mesures Raman en fonction de la polarisation

Spectroscopie infrarouge

Le LCM dispose d'un microscope FTIR Stingray qui combine un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier Digilab FTS7000e, un microscope IR UMA600 et un détecteur Lancer formé d'une matrice à plan focal 32 sur 32 pixels.

Le spectromètre permet l'analyse FTIR dans le domaine spectral 750-4000 cm-¹. L'imageur Lancer est formé d'une matrice de 32 par 32 détecteurs qui permet l'acquisition d'images multi-spectrales à une résolution spatiale de 5.5 μm et sur une aire de 175 × 175 μm². Le système IR permet de faire des mesures FTIR en modes réflexion et transmission, et est aussi équipé d'un module photoacoustique (FTIR-PAS) et d'un module micro-ATR.

Microscope FTIR, Digilab FTS7000e-UMA600

Le LCM dispose aussi d'un système FTIR-AWI pour la réalisation de mesures FTIR en lumière polarisée à l'interface air-eau d'un bain de Langmuir. Ce système est composé d'un spectromètre FTIR (Vertex 70 de Bruker)  couplé à un accessoire externe motorisé avec bain Langmuir.

Système FTIR-AWI Bruker

Équipement du Laboratoire d'analyse de surface :

• Ellipsomètre spectroscopique M-2000V de J.A. Woollam Co

Ellipsomètre Spectroscopique