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Microscopes à force atomique

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Le microscope à force atomique (AFM) cartographie les surfaces atome par atome grâce à sa pointe nanométrique. Principes, modes d'imagerie et applications.

Familles voisines :Microscopes optiquesMicroscopes électroniquesMicroscopes à rayons XMicroscopes à champ procheMicroscopes acoustiques

  1. Microscopes électroniques50pm10nmNi la longueur d'onde ni la diffraction : l'aberration sphérique et la taille de sonde.STEM corrigé en aberrations ; MEB courant, 1 à 10 nm.
  2. Microscopes à force atomique1nm30nmConvolution pointe/objet : le rayon d'apex, 5 à 15 nm, fixe le latéral.Latéral en mode contact intermittent. En vertical, l'AFM descend sous l'ångström.
  3. Microscopes à champ proche50nm200nmLe diamètre de l'ouverture, indépendant de λ : le champ évanescent ignore la diffraction.SNOM à ouverture ; le flux s'effondre en (a/λ)⁴ et plafonne l'ouverture utile.
  4. Microscopes à rayons X10nm100µmLa zone externe de l'optique diffractive : d ≈ 1,22 · Δr.Microscopie X synchrotron. Attention : taille de voxel ≠ résolution en tomographie.
  5. Microscopes optiques200nm3µmLa limite de diffraction : d = λ / 2NA. Le mur du visible, vers 200 nm.Abbe, 1873, à λ = 550 nm et NA = 1,4. La super-résolution le contourne sans le violer.
  6. Microscopes acoustiques700nm100µmDiffraction acoustique : d ≈ 0,5 λ, avec λ = c / f.À 1–2 GHz dans l'eau ; l'atténuation en f² interdit de monter plus haut.

À gauche de la verticale, aucune optique classique ne suit : la diffraction impose son mur vers 200 nm, et il faut changer de famille d'instrument pour le franchir.

Résolution latérale en usage courant, en ordres de grandeur publiés, avec pour chaque plage la base dont elle est tirée. Les records de laboratoire non reproductibles en routine restent hors plage. Syntilab ne mesure ni ne certifie aucun instrument.

  • MicroscopesFamille parente : elle contient les familles ci-dessus et couvre donc toutes leurs plages.
  • Matériel de laboratoirePas une famille d'imagerie : instruments de mesure et équipement de paillasse.
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