Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article décrit le contexte du développement et la mise en œuvre d’un microscope à force atomique métrologique. C’est un instrument de référence, traçable au système international d’unités et dédié à la pratique de la nanométrologie dimensionnelle. Sa conception spécifique permet de maîtriser l’incertitude de mesure. Il est principalement utilisé pour l’étalonnage des étalons couramment employés dans le domaine de la microscopie en champ proche ou de la microscopie électronique.
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This article describes the context of the development and implementation of a metrological atomic force microscope. It is a device of reference, traceable to the International System of units and dedicated to the practice of dimensional nanometrology. Its specific design allows for controlling measurement uncertainty. It is mainly used for the calibration of standards normally used in the field of scanning probe microscopy or scanning electron microscopy.
Auteur(s)
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Sébastien DUCOURTIEUX : Ingénieur de recherche en nanométrologie - Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), pôle de recherche en métrologie avancée, équipe nanométrologie, Trappes, France
-
Benoît POYET : Ingénieur de recherche en nanométrologie - Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), pôle de recherche en métrologie avancée, équipe nanométrologie, Trappes, France
INTRODUCTION
Cet article décrit le contexte du développement et la mise en œuvre d’un microscope à force atomique métrologique. C’est un instrument de référence, traçable au Système international d’unités et dédié à la pratique de la nanométrologie dimensionnelle. Sa conception spécifique permet de maîtriser l’incertitude de mesure. Il est principalement utilisé pour l’étalonnage des étalons couramment employés dans le domaine de la microscopie en champ proche ou de la microscopie électronique.
This article describes the context of the development and the implementation of a metrological atomic force microscope. This is a reference instrument traceable to the International System of Units and dedicated to the practice of dimensional nanometrology. Its specific design allows a control of the measurement uncertainty. It is mainly used for the calibration of standards usually employed in the field of scanning probe microscopy or scanning electron microscopy.
microscopie à force atomique, nanométrologie dimensionnelle, état de l’art, traçabilité, SI, étalon.
atomic force microscopy, dimensional nanometrology, State of the art, traceability, SI, standard.
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Présentation
Préambule : la nanométrologie dimensionnelle
En anglais
2. Un contexte favorable au développement de la nanométrologie
L’engouement actuel autour des nanomatériaux et le vaste champ d’applications associées s’expliquent par la forte dépendance des propriétés physico-chimiques des nano-objets avec leurs dimensions et leur morphologie. Pour une application particulière, il est ainsi possible de concevoir « à la carte » un nano-objet répondant à une propriété fonctionnelle spécifique (électronique, magnétique, optique, thermodynamique, mécanique...). Ces développements font cependant face à un nombre important de verrous technologiques et de problèmes spécifiques liés aux dimensions nanométriques (1-100 nm) de ces structures. L’idée communément répandue dans le domaine des nanosciences et nanotechnologies est que la rupture technologique à laquelle les industriels doivent faire face se situe au niveau de la fabrication. En réalité, dans de nombreux secteurs, élaborer des dispositifs et des matériaux de plus en plus petits est le fruit d’un long processus continu résultant d’une approche dite « top-down » de miniaturisation des produits et des procédés de fabrication. C’est ce que décrit un rapport de la Royal Society & Royal Academy of Engineering qui conclut que la véritable rupture technologique pour le monde industriel se situe plutôt « au niveau des outils utilisés pour observer et mesurer les propriétés, et contrôler la fabrication à l’échelle nanométrique » . Dans ce contexte, l’ensemble des acteurs impliqués dans le domaine émergeant des nanosciences et des nanotechnologies s’accordent sur l’importance du développement d’une métrologie et d’une instrumentation adaptées qui permettront de mener à bien les développements espérés : « If you can’t measure it accurately, you can’t construct it » ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - The Royal Society & The Royal Academy of Engineering - Nanoscience and nanotechnologies : opportunities and uncertainties - http://www.nanotec.org.uk/finalReport.htm (juillet 2004).
-
(2) - TODUA (P.-A.) - Metrology and standardization in nanotechnologies and the nanoindustry - Meas. Tech. Vol 51, N° 5, 462-469 (2008).
-
(3) - SCHRURS (F.), LISON (D.) - Focusing the research efforts - Nature Nanotechnology, vol. 7 (septembre 2012).
-
(4) - Nanometrology - Smart Materials Bulletin, vol. 4, 7-10 (avril 2002).
-
(5) - Bureau international des poids et mesures (BIPM) - Le Système international d’unités - 8e édition (2006).
-
(6) - * - Comptes Rendus de la 17e CGPM (1983), 97 (1984).
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