Le cours traite les principes de fonctionnement des différents modes d'observation permettant la réalisation des cartographies à l’échelle nanoscopique, et la spectroscopie locale sur des zones nanoscopiques. Différentes grandeurs physiques de la zone étudiée sont décrites, telles que : forces mécaniques de contact, force de friction, forces électrostatiques et magnétiques, capacité électrique, piézoélectricité, courant tunnel, et ceci en relation avec les conditions environnementales tels que les milieux sous vide, liquides ou ambiants. Plusieurs exemples présentant un intérêt applicatif accru sont discutés en détail.

Une séance de TP sur un AFM pédagogique permet de réaliser des topographies de surfaces diverses (graphite, polystyrène sulfonate, latex, etc.)

Les objectifs globaux sont :

• La compréhension de la méthodologie mise en ouvre dans ces techniques ;
• Apprendre les différents paramètres et valeurs physiques qui déterminent la résolution spatiale dans les cartographies à l’échelle nanoscopique ;
• Transmettre les propriétés physiques à la base de chaque technique d’imagerie/spectroscopie ;
• S’assurer des connaissances transmises.

• Choisir et argumenter i) la méthode d’imagerie la plus adaptée pour une surface ou nano-objet spécifique, ii) la résolution spatiale attendue.
• Analyser Informations tirées par les différentes techniques de spectroscopie locale en force et courant tunnel.
• Etre capable d'effectuer i) une analyse initiale d’images et de spectres ; ii) une analyse et interprétation des propriétés physiques comprises dans les différents spectres.

• Atomic Force Microscopy, Vol 1, 2, 3, Editors: Morita, S., Giessibl, F.J., Meyer, E., Wiesendanger, R.