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Etude Par Microscopie A Force Atomique En Mode Non Contact Et Microscopie A Sonde De Kelvin De Materiaux Modeles Pour Le Photovoltaique Organique
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Book Synopsis Etude par microscopie à force atomique en mode non contact et microscopie à sonde de Kelvin, de matériaux modèles pour le photovoltaïque organique by : Evan Spadafora
Download or read book Etude par microscopie à force atomique en mode non contact et microscopie à sonde de Kelvin, de matériaux modèles pour le photovoltaïque organique written by Evan Spadafora and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Étude par microscopie à force atomique en mode non contact et par microscopie à sonde de Kelvin de dérivés du Triphénylène sur KBr(001) dans l'ultra vide by : Antoine Hinaut
Download or read book Étude par microscopie à force atomique en mode non contact et par microscopie à sonde de Kelvin de dérivés du Triphénylène sur KBr(001) dans l'ultra vide written by Antoine Hinaut and published by . This book was released on 2012 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'imagerie de molécules adsorbées sur des surfaces isolantes est l'un des défis actuels pour les nanosciences et l'électronique moléculaire. L'instrument de choix pour imager une surface isolante et obtenir la résolution atomique est le microscope à force atomique en mode non contact (NC-AFM). Plus récemment, la microscopie Kelvin (KPFM), qui permet de caractériser certaines des propriétés électriques de surface est devenue une technique complémentaire au NC-AFM. Cette thèse s'inscrit dans un programme de recherche visant à imager des molécules uniques sur des surfaces d'isolants massifs, l'objectif ultime étant de connecter la molécule à des électrodes métalliques afin de construire un dispositif à molécule unique. Une difficulté importante pour y parvenir est d'immobiliser la molécule. En effet, à température ambiante, la barrière de diffusion de la plupart des molécules sur surface isolante est trop faible et leur vitesse de diffusion trop élevée pour qu'elles puissent être imagées. La surface de KBr(001) a été choisie pour ces expériences, pour la simplicité de sa préparation et la relative facilité à obtenir la résolution atomique en NC-AFM. Les molécules imagées dans cette thèse ont été conçues et synthétisée au laboratoire dans le but d'interagir fortement avec la surface par interaction électrostatique. Elles sont basées sur un cœur polyaromatique tryphénylène plan équipé de six groupes polaires. La molécule d'hexamethoxytriphénylène équipée de 6 groupes -O-CH3, a été imagée en NC-AFM pour différents taux de couverture. Pour les taux de couverture importants, les images obtenues seront comparées à la structure cristalline connue du cristal moléculaire correspondant. La molécule d'hexacyanopropyloxytriphénylène, équipée de 6 groupes -O-C3H6CN a été imagée en NC-AFM et en KPFM pour différents taux de couvertures. Les contrastes Kelvin obtenus pour différentes monocouches ou îlots sur la surface de KBr(001) seront présentés et discutés. Enfin, des images démontrant la manipulation contrôlée de la molécule d'hexacyanopropyloxytriphénylène sur la surface de KBr(001) seront présentées.
Book Synopsis Etude de la dynamique des liquides par microscopie à sonde locale by : Caroline Mortagne (doctorante en mécanique des fluides).)
Download or read book Etude de la dynamique des liquides par microscopie à sonde locale written by Caroline Mortagne (doctorante en mécanique des fluides).) and published by . This book was released on 2017 with total page 217 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'étude de la dynamique interfaciale des liquides à l'échelle du nanomètre est cruciale pour la compréhension de nombreux phénomènes biologiques et industriels. Pour aborder cette question, nous étudions l'interaction en champ proche d'une sonde et de liquides peu visqueux. La thèse s'articule autour de deux grands axes : le premier s'intéresse à la déformation de l'interface liquide lorsqu'une pointe est approchée et à l'instabilité hydrodynamique du "jump-to-contact" qui en résulte. Le second, plus intrusif, décrit la réponse hydrodynamique d'un liquide soumis à l'oscillation d'un nanocylindre (R ~ 20-100 nm) partiellement immergé. Les mesures sont réalisées par microscope à force atomique (AFM), en mode modulation de fréquence (FM), qui permet de mesurer la force exercée sur la sonde ainsi que les composantes conservatives et dissipatives de l'interaction pointe-liquide. Une première série de mesure est réalisée sur différents liquides modèles avec un AFM couplé à une caméra rapide via un microscope optique inversé. Avant le mouillage de la sonde, les courbes de spectroscopie de force et FM mettent en évidence la déformation de l'interface liquide sur des échelles nanométriques, pour une grande gamme de tailles de sonde (de 10 nm à 30 μm). L'analyse des mesures expérimentales avec le modèle théorique récemment développé par René Ledesma-Alonso permet de déterminer la distance critique dmin en dessous de laquelle l'interface se déstabilise et mouille irréversiblement la pointe ("jump-to-contact"). Un excellent accord est trouvé entre le modèle théorique et les mesures FM. La deuxième série de mesure s'intéresse à l'immersion partielle de pointes AFM cylindriques. Les courbes de spectroscopie FM montrent qu'une certaine quantité de liquide, située dans la couche visqueuse, est entraînée par l'oscillation de la pointe. On mesure simultanément la friction exercée sur la pointe et la masse de liquide ajoutée au système, qui est directement reliée à l'extension du champ de vitesse. Un modèle analytique basé sur la résolution de l'équation de Stokes rend compte quantitativement de l'ensemble des résultats expérimentaux. La dernière série de mesure est réalisée avec des sondes cylindriques spécialement conçues pour l'étude de la dynamique de nanoménisques. Ces sondes comportent des défauts topographiques annulaires dont l'épaisseur varie entre 10 et 50 nm. Les mesures montrent une divergence du coefficient de friction aux petits angles de contact qui est bien reproduite par un modèle théorique basé sur l'approximation de lubrification. La localisation de la dissipation d'énergie au voisinage de la ligne de contact et les propriétés d'ancrage du ménisque sont également discutées. Les expériences originales développées dans cette thèse démontrent ainsi la capacité de l'AFM à étudier quantitativement les liquides à l'échelle nanométrique et ouvrent la voie à une étude systématique des processus de dissipation au sein de liquides confinés, et notamment au voisinage d'une ligne de contact en mouvement.
Book Synopsis Apports de la Microscopie à Force Atomique à l'étude de phénomènes dynamiques en biologie et développement instrumental associé by : Eléonore Lambert
Download or read book Apports de la Microscopie à Force Atomique à l'étude de phénomènes dynamiques en biologie et développement instrumental associé written by Eléonore Lambert and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le Laboratoire de Recherche en Nanosciences EA 4682 s'est récemment équipé de la microscopie à force atomique haute-vitesse (HS-AFM) permettant la visualisation en temps réel des dynamiques d'interactions d'un panel infini d'échantillons biologiques à l'échelle nanométrique. De nombreux champ de recherche nécessite la mise au point de techniques permettant à la fois une imagerie dynamique (vidéomicroscopie) mais également de plus en plus une imagerie haute résolution (microscopie champ proche). Ce couplage a été récemment obtenu grâce au développement de la microscopie à force atomique ultra-rapide. La limitation actuelle de ce microscope ultra-rapide, à savoir l'acquisition d'informations en relation uniquement avec la surface de l'objet biologique étudié, crée un rempart à l'obtention de connaissances nouvelles sur les dynamiques sous-jacentes que renferment certains systèmes biomoléculaires. Pour s'affranchir de cette contrainte, nous nous proposons dans ce projet de faire évoluer notre outil de nanocaractérisation en lui ajoutant des fonctionnalités optiques et des fonctionnalités permettant de faire de la spectroscopie de force. La conduite de ce projet se fera selon un travail de développement instrumental scindé en deux grandes étapes : - l'apport d'outils de microscopie optique conventionnels : FRAP - FRET - FLIM - Fluorescence - TIRFM. Nous couplons ainsi la nanocaractérisation hautement résolue spatialement et temporellement avec des informations intrinsèques de nos échantillons. Cette complémentarité apparaît de plus en plus comme fondamentale dans les demandes des biologistes. - la mise au point de protocoles de fonctionnalisation de leviers AFM afin de réaliser de la spectroscopie de force et ainsi obtenir des informations sur les propriétés mécaniques des échantillons biologiques. Ce projet de recherche sera réalisé au Laboratoire de Recherche en Nanosciences EA 4682, Université de Reims Champagne Ardenne sous la direction du Pr. Michael Molinari et du Dr. Maxime Ewald récemment recruté en tant que maître de conférences (sept. 2013) et qui pu démarrer la thématique de la microscopie AFM haute-vitesse au sein de l'équipe. Il s'effectuera en collaboration avec le Pr. T. Ando du Biophysics Lab' de l'Université de Kanazawa (Japon) pour la partie instrumentation, et avec le Dr. Gabriel Paës pour l'étude des échantillons biologiques. Les objets étudiés lors de cette thèse seront liés au projet ANR Lignoprog qui vient de démarrer au 1er novembre 2014 porté par Dr. Gabriel Paës (INRA UMR FARE, Reims). Dans ce projet, des échantillons biologiques se doivent d'être caractériser en dynamique. Ils concernent la biomasse lignocellulosique (BL), réseau complexe de polymères constituant les parois végétales (PV). La complexité architecturale et chimique de la BL est un frein à sa conversion industrielle. Pour atteindre ce but, non seulement la fraction cellulosique mais aussi les fractions hémicellulosiques et ligneuses doivent être valorisées, sinon les bio-raffineries ne seront pas compétitives. Le principal challenge à relever est celui du coût élevé et de la relative faible efficacité de l'étape de déconstruction enzymatique de la BL. Avec les fonctionnalités d'imagerie développées dans ce projet, nous espérons apporter des éléments de réponses sur la déconstruction enzymatique. Par ailleurs, même si les objets étudiés seront principalement ceux du projet Lignoprog, une validation du dispositif pourra être réalisée en parallèle sur d'autres échantillons biologiques tels que des cellules vivantes seront envisagées : caractérisation, mise en évidence leur réactivité vis-à-vis des divers paramètres physiologiques du milieu (pH, concentration, composition), corrélation de ces résultats avec leurs propriétés mécaniques.
Book Synopsis DEVELOPPEMENT D'UN MICROSCOPE A FORCE ATOMIQUE MULTIFONCTIONNEL ASSOCIE A UN MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE by : ZHONGHUAI.. WANG
Download or read book DEVELOPPEMENT D'UN MICROSCOPE A FORCE ATOMIQUE MULTIFONCTIONNEL ASSOCIE A UN MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGE written by ZHONGHUAI.. WANG and published by . This book was released on 1997 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: UN MICROSCOPE A FORCE ATOMIQUE (AFM) INCLUANT LA POSSIBILITE D'OBTENIR DES CARTOGRAPHIES DES CARACTERISTIQUES FRICTIONNELLES ET VISCOELASTIQUES DES MATERIAUX A ETE DEVELOPPE POUR ETRE COMBINE A UN MICROSCOPE ELECTRONIQUE A BALAYAGER(MEB). CETTE ASSOCIATION PERMET DE LOCALISER UN DETAIL PARTICULIER DANS UN ECHANTILLON DE QUELQUES MM#2 A L'AIDE DU MEB POUR L'ANALYSER AVEC L'AFM AVEC UNE RESOLUTION EXCELLENTE, DE L'ORDRE DU NANOMETRE. UN ESPACE DE DONNEES MULTIDIMENSIONNEL PEUT DONC ETRE CONSTRUIT SUR UNE ZONE LOCALISEE D'UN ECHANTILLON. LA COMBINAISON DE CES DEUX INSTRUMENTS EST ATTRACTIVE PARCE QUE LES INFORMATIONS SONT COMPLEMENTAIRES EN TERME DE PROFONDEUR DE CHAMP, RESOLUTION VERTICALE ET LATERALE, CHAMP DE VUE, VITESSE ET CAPACITE A FAIRE DES IMAGES D'ECHANTILLONS ISOLANTS ET CONDUCTEURS. DES EXEMPLES D'APPLICATIONS DEMONTRANT L'INTERET DE CET INSTRUMENT COMBINE AFM/MEB SONT DONNES A TRAVERS DIVERS TYPES D'ECHANTILLONS BIOLOGIQUES ET METALLURGIQUES, ISOLANTS ET CONDUCTEURS. L'ACCENT EST MIS SUR L'INTERET DE LA CORRELATION DES IMAGES POUR EVITER LES MAUVAISES INTERPRETATIONS DUES AUX ARTEFACTS, NOTAMMENT CEUX DUS A LA DILATATION DES OBJETS RUGUEUX CAUSES PAR LA TAILLE MACROSCOPIQUE DE LA POINTE-SONDE DE L'AFM. L'INTERET DE LA COMBINAISON EST EGALEMENT MIS EN EVIDENCE POUR L'ETUDE DES ECHANTILLONS ISOLANTS NON METALLISES A TRAVERS L'EXEMPLE D'UN ECHANTILLON BIOLOGIQUE (TOXOPLASMA GONDII) ET D'UNE BIOCERAMIQUE AL#2O#3 TIN. SUR LE TOXOPLASME IL EST POSSIBLE DE DETECTER DES BILLES D'OR COLLOIDAL DE DIAMETRE 40 NM QUI SERVENT A MARQUER LA PRESENCE DE LAMININE SUR LE CORTEX MEMBRANAIRE. L'AFM S'AVERE, DANS CE CAS PRECIS, PLUS PERFORMANT QUE LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION. EN CE QUI CONCERNE LA BIOCERAMIQUE, LES IMAGES DES CARACTERISTIQUES FRICTIONNELLES INDIQUENT QUE LES DIFFERENCES DE COEFFICIENT DE FRICTION ENTRE PHASES SONT FAIBLES ET QUE L'INTERPRETATION DES IMAGES EST COMPLEXE A CAUSE DES EFFETS DE TOPOGRAPHIE QUI PERTURBENT L'IMAGE DE FRICTION. NOTRE INSTRUMENT PERMET EGALEMENT D'EFFECTUER UNE SPECTROSCOPIE DE FORCES DYNAMIQUE DANS LE MODE MODULATION DE FORCES. CETTE METHODE SE REVELE TRES PUISSANTE POUR SEPARER DES PHASES DE MODULES ELASTIQUES DIFFERENTS DANS DES MATERIAUX COMPOSITES MEME SI CEUX-CI SONT TRES RIGIDES TEL QUE LES ACIERS AU CHROME NITRURE ET LES SUPERALLIAGES A BASE DE NICKEL. SUR L'ACIER AU CHROME NITRURE IL EST POSSIBLE DE LOCALISER LES PRECIPITES DE NITRURE DE CHROME DE DIMENSION INFERIEURE A 50 NM, CE QUI DEMONTRE LA HAUTE RESOLUTION SPATIALE DE CETTE TECHNIQUE. IL EST EGALEMENT MIS EN EVIDENCE, SUR LE SUPERALLIAGE A BASE DE NICKEL, QU'IL EST POSSIBLE DE SEPARER DES PHASES DONT LES MODULES ELASTIQUES SONT TRES PROCHES (115 GPA ET 135 GPA). L'INTERPRETATION DES RESULTATS OBTENUS EST DISCUTEE A PARTIR DU MODELE A DEUX RESSORTS ET DE LA THEORIE DE LA DEFORMATION ELASTIQUE DEVELOPPEE PAR HERTZ. NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX MONTRENT QU'IL N'EST PAS POSSIBLE DE CONSIDERER QUE L'INTERACTION POINTE-SURFACE EST LINEAIRE QUAND LES MATERIAUX ETUDIES SONT BEAUCOUP PLUS RIGIDES QUE LE MICROLEVIER LUI-MEME. UNE METHODE DE MESURE SEMI-QUANTITATIVE DE L'ELASTICITE DES MATERIAUX RIGIDES EST PROPOSEE. LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT POUR LESQUELLES CETTE METHODE PEUT ETRE UTILISEE SONT DEFINIES
Book Synopsis Plateforme multifonctionnelle de microscopies à sonde locale sous illumination by : Roland Roche
Download or read book Plateforme multifonctionnelle de microscopies à sonde locale sous illumination written by Roland Roche and published by . This book was released on 2014 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Afin de répondre à des besoins croissants en nano-caractérisation, nous avons développé une plateforme multifonctionnelle combinant des techniques de microscopie optique et de microscopies en champ proche.Au coeur de ce dispositif se trouve l'échantillon. Ceux optiquement semi-transparents en exploiteront au mieux la palette des techniques implémentées. Parmi eux des couches minces (100nm), nanostructurées, de matériaux organiques photovoltaïques.La plateforme permet d'utiliser différentes techniques de microscopies à sonde locale (AFM1, KPFM2, SNOM3, ...) couplées à un microscope optique inversé qui autorise illumination ou imagerie. Versatile, elle peut accueillir des portes-échantillons d'autres techniques développées ou présentes au laboratoire (en particulier les microscopies électroniques à projection, à transmission ou à balayage). Elle est également conçue pour faciliter l'intégration d'autres techniques.Outre le développement de la plateforme, ce manuscrit montre la part importante du travail effectuée pour mettre au point et exploiter une microscopie à sonde de Kelvin (KPFM) à haute résolution sous illumination.Des résultats obtenus sur des matériaux organiques photovoltaïques permettent notamment d'illustrer les excellentes performances de notre plateforme de nano-caractérisation et des techniques associées.
Book Synopsis Microleviers résonnants pour la microscopie à force : applications à la caractérisation de matériaux by : Rodrigue Rousier
Download or read book Microleviers résonnants pour la microscopie à force : applications à la caractérisation de matériaux written by Rodrigue Rousier and published by . This book was released on 2002 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente les applications associées au microscope acoustique à pointe vibrante. Ces applications concernent d'une part la caractérisation de la rigidité locale des alliages à mémoire de forme, et d'autre part la mesure de la différence de potentiel de contact des matériaux. Le microscope acoustique à pointe vibrante qui est une technique de microscopie à champ proche, utilise un microlevier résonnant associé à une pointe et un transducteur piézoélectrique. La source acoustique sub-longueur d'onde constituée par la pointe interagit avec le milieu matériel à caractériser. La variation de la fréquence de résonance du micro-levier est détectée à travers l'impédance électrique du transducteur piézoélectrique, et permet de quantifier les propriétés élastiques locales du milieu microdéformé avec une excellente précision. Nous ayons ajouté au microscope un système de mesure de déflexion optique qui permet de quantifier les forces normales et tangentielles appliquées à l'échantillon, et une source thermique régulée permettant d'étudier la réponse du matériau en fonction de la température. Nous montrons que le microscope acoustique à pointe vibrante permet de détecter les transitions de phase des alliages à mémoire de forme par la mesure de la rigidité locale en fonction de la température. Nous montrons également qu'avec ce microscope opérant cette fois en mode non-contact, qu'il est possible de mesurer et quantifier les forces électriques dynamiques entre la pointe et l'échantillon. Une méthode originale de la mesure de la différence de potentiel de contact a été mise au point. Elle permet de quantifier cette propriété électrique des matériaux avec une bonne précision. Cette étude a aussi permis de quantifier les forces électriques non linéaires entre la pointe et l'échantillon.
Book Synopsis Analyse chimique des surfaces - Microscopie à sonde locale - Lignes directrices pour la détermination des modules d'élasticité des matériaux souples en utilisant un microscope à force atomique by : Organización Internacional de Normalización
Download or read book Analyse chimique des surfaces - Microscopie à sonde locale - Lignes directrices pour la détermination des modules d'élasticité des matériaux souples en utilisant un microscope à force atomique written by Organización Internacional de Normalización and published by . This book was released on 2020 with total page 17 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
