II.4. Caractérisations structurales
II.4.1. Mesure de l'épaisseur des
échantillons
Les épaisseurs sont mesurées avec un
profilomètre de surface. Le profilomètre est constitué
d'un stylet sur lequel est exercée une pression constante. Ce stylet
balaye la surface de l'échantillon avec une vitesse et sur une distance
choisie. On obtient le profil de la surface explorée. Pratiquement, on
crée une rayure en retirant mécaniquement avec une lame de
scalpel une partie du film polymère déposé sur un
substrat. Le stylet est alors positionné afin de mesurer la hauteur de
la rayure c'est-à-dire l'épaisseur du film [10].
II.4.2. Caractérisation de la surface par AFM
Le microscope à force atomique (ou AFM) permet de
caractériser l'état de surface d'un échantillon à
l'échelle atomique. L'AFM est placé sur une table reposant sur
des vérins pneumatiques qui isolent l'expérience des vibrations
extérieures. L'AFM, schématisé par la figure II.7, est
composé d'une pointe fine déplacée par des cales
piézo-électriques. Le positionnement de la pointe est suivi sur
l'écran d'un PC grâce à une caméra vidéo. La
pointe est portée par une lame très souple, le cantilever, dont
on détecte la déflexion lorsque la surface de
l'échantillon attire ou repousse la pointe. La flexion du levier est
détectée par le déplacement d'un faisceau
laser réfléchi sur l'extrémité du
cantilever. Le microscope délivre un signal dépendant de la
distance de la pointe à la surface étudiée. Par balayage,
on obtient la topographie de la surface.
Figure II.7: Schéma du microscope à force
atomique [10].
Deux modes de mesure sont possibles. Dans le mode «
image à hauteur constante », la distance entre la pointe et la
surface est constante. Les rugosités apparaissent alors comme des
variations du signal. Le mode « signal constant» fixe la force qui
s'exerce entre la surface et la pointe en maintenant fixe le faisceau
réfléchi. La pointe suit alors toute rugosité de
l'échantillon à distance et son déplacement vertical
traduit exactement cette rugosité.
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