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Microscope à Force Atomique

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La microscopie à force atomique ou AFM génère une image à l’aide d’une nanosonde pour fournir des informations topographiques sur un échantillon avec une résolution nanométrique.

Alors qu’un microscope optique peut grossir jusqu’à 1000X, le potentiel de grossissement de l’AFM est jusqu’à 1 000 000X.

L’AFM peut créer des images d’échantillons fixes et vivants, ce qui lui permet de capturer des processus cellulaires dynamiques tels que la dynamique de l’actine.

La nanosonde AFM est fixée à l’extrémité d’un cantilever flexible et, ensemble, elles scannent l’échantillon. La sonde suit les contours de la surface de l’échantillon, se déplaçant de haut en bas, ce qui déplace le porte-à-faux.

Dans un type d’AFM, un faisceau laser est dirigé vers le cantilever et, lorsqu’il se déplace, la réflexion du laser se déplace également.

Un photodétecteur sensible à la position enregistre la déviation du faisceau laser.

Les données sont envoyées à un ordinateur où un logiciel peut les traiter pour générer une image tridimensionnelle de la surface de l’échantillon.

Overview

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La microscopie à force atomique (AFM) est un type de microscopie à sonde à balayage qui peut analyser les détails topographiques de divers spécimens comme la céramique, le verre, les polymères et les échantillons biologiques. L'AFM offre une résolution plus de 1 000 fois supérieure à celle du système d'imagerie optique. Les images générées par l'AFM sont des profils de surface tridimensionnels, offrant un avantage par rapport aux images plates et bidimensionnelles provenant d'autres techniques d'imagerie.

La Sonde AFM

La sonde est considérée comme le cœur de toute configuration AFM et comprend l’ensemble cantilever et pointe. Les sondes sont la pièce la plus couramment remplacée sur ce type de microscope car l'interaction constante avec les échantillons utilise la pointe. Le choix du matériau de la sonde dépend donc des propriétés de l’échantillon. Les sondes en silicium, utilisées pour analyser des échantillons durs, sont plus rigides et plus pointues que les sondes en nitrure de silicium, mieux adaptées à l'analyse d'échantillons plus mous. Ces pointes acérées sont produites par gravure électrochimique ou par nanotubes de carbone pour une analyse plus précise.

Modes D'imagerie de L'AFM

En AFM, la topographie de la surface est étudiée en utilisant l'interaction entre la pointe de la sonde et la surface de l'échantillon. Il existe deux modes d'imagerie principaux : un mode statique, également appelé mode contact, et un mode dynamique.

En mode statique ou contact, la pointe de la sonde est en contact continu avec la surface de l'échantillon. Lorsque la pointe glisse sur la surface, les forces répulsives entre l'échantillon et la pointe entraînent une flexion du cantilever , qui est enregistrée. La surface entière de l'échantillon est numérisée d'avant en arrière sur les axes x et y, appelé balayage raster, tandis que le mouvement vertical du porte-à-faux enregistre l'axe z, générant ainsi une image 3D.

En mode dynamique, la sonde oscille juste au-dessus de la surface de l’échantillon, se rapprochant de la surface sans la toucher. Les forces attractives et répulsives déterminent la variation de distance entre la pointe et l'échantillon, affectant l'amplitude de l'oscillation en porte-à-faux. Ce retour d'information est enregistré pour construire la topographie de surface de l'échantillon.

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