The most common SEM mode is the detection of secondary electrons emitted by atoms excited by the electron beam. The number of secondary electrons that can be detected depends, among other things, on specimen topography. By scanning the sample and collecting the secondary electrons that are emitted using a special detector, an image displaying the topography of the surface is created.

AFM is a type of scanning probe microscopy (SPM), with demonstrated resolution on the order of fractions of a nanometer, more than 1000 times better than the optical diffraction limit. The information is gathered by “feeling” or “touching” the surface with a mechanical probe. Piezoelectric elements that facilitate tiny but accurate and precise movements on (electronic) command enable precise scanning.

The AFM has three major abilities : force measurement, imaging, and manipulation.

In force measurement, AFMs can be used to measure the forces between the probe and the sample as a function of their mutual separation. This can be applied to perform force spectroscopy, to measure the mechanical properties of the sample, such as the sample’s Young’s modulus, a measure of stiffness.

For imaging, the reaction of the probe to the forces that the sample imposes on it can be used to form an image of the three-dimensional shape (topography) of a sample surface at a high resolution. This is achieved by raster scanning the position of the sample with respect to the tip and recording the height of the probe that corresponds to a constant probe-sample interaction (see section topographic imaging in AFM for more details). The surface topography is commonly displayed as a pseudocolorplot.

In manipulation, the forces between tip and sample can also be used to change the properties of the sample in a controlled way. Examples of this include atomic manipulation, scanning probe lithography and local stimulation of cells.

Simultaneous with the acquisition of topographical images, other properties of the sample can be measured locally and displayed as an image, often with similarly high resolution. Examples of such properties are mechanical properties like stiffness or adhesion strength and electrical properties such as conductivity or surface potential. In fact, the majority of SPM techniques are extensions of AFM that use this modality.

AFM est un type de microscopie de sonde à balayage (SPM), dont la résolution démontrée est de l’ordre de fractions de nanomètre, soit plus de 1000 fois supérieure à la limite de diffraction optique. Les informations sont recueillies en “effleurant” ou en “touchant” la surface avec une sonde mécanique. Les éléments piézoélectriques qui facilitent des mouvements minuscules mais précis sur commande (électronique) permettent un balayage précis.

L’AFM possède trois capacités majeures : la mesure de force, l’imagerie topographique et la manipulation.

Dans la mesure de la force, les AFM peuvent être utilisés pour mesurer les forces entre la sonde et l’échantillon en fonction de leur séparation mutuelle. Cette mesure peut être appliquée à la spectroscopie de force, pour mesurer les propriétés mécaniques de l’échantillon, telles que le module d’Young de l’échantillon, une mesure de la rigidité.

Pour l’imagerie, la réaction de la sonde aux forces que l’échantillon lui impose peut être utilisée pour former une image de la forme tridimensionnelle (topographie) de la surface d’un échantillon à haute résolution. Ceci est réalisé en balayant la position de l’échantillon par rapport à la pointe et en enregistrant la hauteur de la sonde qui correspond à une interaction constante entre la sonde et l’échantillon (voir la section imagerie topographique en AFM pour plus de détails). La topographie de la surface est généralement affichée sous la forme d’un tracé en pseudo-couleurs.

Dans la manipulation, les forces entre la pointe et l’échantillon peuvent également être utilisées pour modifier les propriétés de l’échantillon de manière contrôlée. La manipulation atomique, la lithographie par sonde à balayage et la stimulation locale des cellules en sont des exemples.

Simultanément à l’acquisition d’images topographiques, d’autres propriétés de l’échantillon peuvent être mesurées localement et affichées sous forme d’image, souvent avec une résolution tout aussi élevée. Il s’agit par exemple de propriétés mécaniques comme la rigidité ou la force d’adhérence et de propriétés électriques comme la conductivité ou le potentiel de surface. En fait, la majorité des techniques SPM sont des extensions de l’AFM qui utilisent cette modalité.

AFM est un type de microscopie de sonde à balayage (SPM), dont la résolution démontrée est de l’ordre de fractions de nanomètre, soit plus de 1000 fois supérieure à la limite de diffraction optique. Les informations sont recueillies en “effleurant” ou en “touchant” la surface avec une sonde mécanique. Les éléments piézoélectriques qui facilitent des mouvements minuscules mais précis sur commande (électronique) permettent un balayage précis.