La microscopie à force atomique (AFM) est une technique populaire pour interroger les surfaces à l’échelle micro et nano. L’utilisation la plus courante de l’AFM est l’imagerie; cependant, il existe une variété de techniques AFM plus spécialisées qui peuvent être utilisées pour déterminer les propriétés électriques, mécaniques et chimiques des surfaces. Pour contrôler de manière adéquate l’application des forces aux surfaces pour ces techniques (en particulier les mesures des propriétés mécaniques), des étalonnages de rigidité précis des porte-à-faux d’essai doivent être utilisés.
Il existe une variété de techniques d’étalonnage de la rigidité du porte-à-faux d’essai disponibles, basées sur des méthodes dimensionnelles, de force et de déplacement statiques et de vibrations dynamiques, mais en général, celles-ci présentent de grandes incertitudes de l’ordre de ± 10 % à ± 30 % et une précision inconnue. Des techniques de balance étalonnées plus rigoureuses, avec traçabilité SI, ont été mises au point, principalement par les instituts nationaux de métrologie (INM), mais leur complexité, leur coût et leur temps de fonctionnement en font une technique hors de portée pour la plupart des chercheurs de l’AFM. Les porte-à-faux de référence représentés par NIST SRM 3461 sont un artefact d’étalonnage de force précis et précis pour une utilisation sur le terrain.
Le SRM 3461 est un dispositif microfabriqué en silicium contenant sept porte-à-faux de longueur et de rigidité de transport. Il est utilisé pour valider les méthodes de détermination de la rigidité des porte-à-faux du microscope à force atomique (AFM) ainsi que pour calibrer directement les porte-à-faux de test AFM à l’aide de la méthode du porte-à-faux de référence.
Une unité de SRM 3461 se compose d’un dispositif microfabriqué en silicium d’environ 1,6 mm sur 3,0 mm contenant un réseau de sept (7) porte-à-faux rectangulaires uniformes de longueur et de rigidité variables à l’extrémité. Chaque porte-à-faux a une largeur nominale de 50 μm et une épaisseur de 1,45 μm avec des longueurs de 300 μm à 600 μm par pas de 50 μm. Le dispositif est livré collé à un film de gel de polydiméthylsiloxane (PDMS) dans une enceinte de protection antistatique avec un dessus amovible. Il peut être utilisé tel quel en retirant temporairement le dessus ou peut être soigneusement transféré sur un autre support approprié. Le SRM 3461 a été microfabriqué, emballé et calibré dans un environnement de salle blanche pour minimiser l’exposition à la poussière, aux débris et aux contaminants. L’emballage fourni est destiné à protéger l’appareil pendant le transport et le stockage dans des environnements de laboratoire autres que les salles blanches. L’appareil doit être conservé à température ambiante (20 °C ± 5 °C) lorsqu’il n’est pas utilisé.
Plus d’information:
Richard S Gates, Certification of Standard Reference Material® 3461 Reference Cantilevers for AFM Spring Constant Calibration, Publication spéciale du NIST (2022). DOI : 10.6028/NIST.SP.260-227
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation du NIST. Lire l’histoire originale ici.