![\"\"](\"https:\/\/www.m-q.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/09-4.jpg\")
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Au d\u00e9but des ann\u00e9es 1980, les physiciens Gerd Binnig et Heinrich Rohrer ont mis au point le microscope \u00e0 effet tunnel \u00e0 balayage (STM) - et ont ainsi pos\u00e9 les bases de la microscopie \u00e0 sonde \u00e0 balayage (SPM). Son fonctionnement peut facilement \u00eatre compar\u00e9 \u00e0 celui d'un tourne-disque : Semblable \u00e0 une aiguille sur un disque, une sonde balaye la surface d'un \u00e9chantillon, recueillant des informations sur sa nature. La microscopie \u00e0 sonde \u00e0 balayage utilise les interactions entre la sonde et l'\u00e9chantillon, permettant ainsi des r\u00e9solutions jusqu'\u00e0 la gamme subatomique. Il en r\u00e9sulte des images tr\u00e8s pr\u00e9cises des plus petites structures, ce qui ne serait pas possible avec des m\u00e9thodes optiques ou \u00e9lectrono-optiques telles que les microscopes \u00e0 lumi\u00e8re ou \u00e0 balayage \u00e9lectronique. Cela a ouvert de toutes nouvelles possibilit\u00e9s pour l'analyse, la recherche et le traitement des surfaces - l'avanc\u00e9e triomphale des nanosciences et des nanotechnologies a suivi son cours.<\/p>\n
Le prix Nobel suisse comme pionnier<\/strong><\/p>\n En 1986, les deux scientifiques ont re\u00e7u le prix Nobel de physique pour leur invention. La m\u00eame ann\u00e9e, Gerd Binning, Calvin Quate et Christoph Gerber ont d\u00e9velopp\u00e9 le microscope \u00e0 force atomique (AFM), qui - contrairement au microscope \u00e0 balayage \u00e0 effet tunnel - peut \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9 pour \u00e9tudier les mat\u00e9riaux non conducteurs. L'AFM utilise les forces atomiques qui se produisent entre la sonde et l'\u00e9chantillon (y compris les forces de Van der Waals et les forces capillaires) et est maintenant le type de SPM le plus utilis\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 ses nombreuses applications possibles.<\/p>\n Prouv\u00e9 sur Terre et sur Mars <\/strong><\/p>\n L'un des principaux fabricants est la soci\u00e9t\u00e9 suisse de haute technologie Nanosurf. La soci\u00e9t\u00e9 suisse est sp\u00e9cialis\u00e9e dans le d\u00e9veloppement de microscopes \u00e0 sonde \u00e0 balayage et propose des AFM et STM compacts, des syst\u00e8mes de microscopes \u00e0 force atomique de pointe pour les applications scientifiques ainsi que des solutions individuelles pour des exigences sp\u00e9cifiques. Dans le monde entier, les clients de l'industrie, de la recherche et de l'enseignement appr\u00e9cient l'approche innovante, la modularit\u00e9 et la facilit\u00e9 de manipulation des produits. En 2007, un AFM de Nanosurf \u00e9tait \u00e9galement \u00e0 bord de la sonde spatiale de la NASA \"Phoenix\" vers Mars et a aid\u00e9 \u00e0 rechercher la vie sur la plan\u00e8te rouge. Il va sans dire que ce n'\u00e9tait pas un mod\u00e8le \"sur \u00e9tag\u00e8re\". Comprendre les besoins, y r\u00e9pondre et mettre au point une solution parfaitement adapt\u00e9e - voil\u00e0 l'une des forces de Nanosurf. La cr\u00e9ativit\u00e9 des ing\u00e9nieurs suisses a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 sollicit\u00e9e pour le d\u00e9veloppement de deux solutions sp\u00e9cifiques aux clients pour l'examen de substrats de verre particuli\u00e8rement grands. Les grandes tables de pierre n\u00e9cessaires pour d\u00e9placer et maintenir l'AFM de Nanosurf ont \u00e9t\u00e9 construites par Steinmeyer Mechatronik.<\/p>\n De Dresde au monde entier<\/strong><\/p>\n Depuis plus de 145 ans, le nom de Steinmeyer Mechatronik est synonyme de qualit\u00e9 et de pr\u00e9cision. En plus des produits standard, le d\u00e9veloppement de projets sp\u00e9ciaux individuels en particulier est l'une des comp\u00e9tences principales des sp\u00e9cialistes des syst\u00e8mes de positionnement de haute pr\u00e9cision bas\u00e9s \u00e0 Dresde. En collaboration avec le client, l'entreprise d\u00e9veloppe des concepts innovants parfaitement adapt\u00e9s \u00e0 l'application concern\u00e9e. C'est pr\u00e9cis\u00e9ment cette comp\u00e9tence en mati\u00e8re de solutions que Nanosurf appr\u00e9cie particuli\u00e8rement chez les Saxons. \"Avec Steinmeyer Mechatronik, nous avons \u00e0 nos c\u00f4t\u00e9s un partenaire comp\u00e9tent dont la flexibilit\u00e9 et la richesse d'id\u00e9es nous permettent de mettre en \u0153uvre des produits uniques, m\u00eame tr\u00e8s complexes\", d\u00e9clare le Dr Bj\u00f6rn Pietzak, responsable marketing de Nanosurf. Un autre point positif est que la soci\u00e9t\u00e9 bas\u00e9e \u00e0 Dresde s'occupe \u00e9galement de la logistique. Lorsque la table de positionnement est pr\u00eate, les ing\u00e9nieurs de Nanosurf se rendent \u00e0 la m\u00e9catronique Steinmeyer, installent conjointement l'AFM et effectuent les tests n\u00e9cessaires sur place. Depuis Dresde, le syst\u00e8me fini est ensuite envoy\u00e9 directement au client. \"C'est un grand avantage pour nous\", nous dit le Dr Pietzak. \"Parce que nous ne pourrions m\u00eame pas faire passer par la porte des tables aussi grandes que dans ce cas. C'est pourquoi la m\u00e9catronique Steinmeyer entre toujours en jeu pour nous lorsque les \u00e9chantillons sont particuli\u00e8rement gros et lourds\".<\/p>\n Servi <\/strong><\/p>\n Apr\u00e8s tout, la plus grande des deux tables a des dimensions de 1,45 m \u00d7 2,2 m et p\u00e8se 2,25 tonnes. Les \u00e9chantillons peuvent \u00eatre examin\u00e9s jusqu'\u00e0 une largeur de 54 cm, une longueur de 1,5 m et une hauteur de 21 cm. Le poids maximal de l'\u00e9chantillon est de 500 kg. Comme l'\u00e9chantillon est fermement fix\u00e9 sur la plate-forme, le syst\u00e8me XYZ marque des points pour sa compacit\u00e9 et g\u00e8re des distances de d\u00e9placement de 55 cm, 1,55 m et 5 cm. Un entra\u00eenement par courroie ainsi qu'un moteur pas \u00e0 pas assurent le mouvement et permettent d'atteindre des vitesses allant jusqu'\u00e0 30 mm\/s. En revanche, son petit fr\u00e8re semble presque mince, bien qu'il ait \u00e9galement des dimensions impressionnantes. Avec une taille de 53 \u00d7 59 cm et une hauteur de 47 cm, il est \u00e9galement extr\u00eamement compact. La sc\u00e8ne XYZ a une plage de d\u00e9placement de 15 \u00d7 27,5 cm sur le plan horizontal et de 5 cm sur le plan vertical et peut contenir des \u00e9chantillons d'une taille maximale de 25 \u00d7 70 \u00d7 17,5 cm. \u00c0 titre de comparaison, un \u00e9chantillon \"normal\" d'AFM mesure g\u00e9n\u00e9ralement 1 \u00d7 1 cm et 1 mm de hauteur. Le syst\u00e8me est entra\u00een\u00e9 par une broche et un moteur pas \u00e0 pas. La table de 130 kg peut contenir des \u00e9chantillons d'un poids maximum de 150 kg.<\/p>\n Les deux syst\u00e8mes de portique sont faits de granit lourd pour r\u00e9sister au poids important des \u00e9chantillons. Au-dessus d'une plate-forme d'\u00e9chantillonnage en forme de U se trouve une traverse mobile qui contient le microscope \u00e0 force atomique de Nanosurf. Cela permet \u00e0 l'instrument de mesure de l'AFM - appel\u00e9 cantilever, un ressort \u00e0 lame \u00e9lastique avec une pointe nanoscopique \u00e0 l'extr\u00e9mit\u00e9 - d'\u00eatre pr\u00e9cis\u00e9ment align\u00e9 et d\u00e9plac\u00e9 vers n'importe quel point de la forme en U. Lorsque le cantilever traverse le relief de la surface d'un \u00e9chantillon, les forces d'attraction et de r\u00e9pulsion qui se produisent entre le cantilever et l'\u00e9chantillon entra\u00eenent une d\u00e9viation du ressort \u00e0 lames. Celle-ci est d\u00e9tect\u00e9e et enregistr\u00e9e \u00e0 l'aide d'un rayon laser. Il en r\u00e9sulte une image tr\u00e8s pr\u00e9cise. Pour cela, une r\u00e9solution de 1 \u03bcm et une pr\u00e9cision de positionnement de +\/-5 \u03bcm, telles que fournies par les deux syst\u00e8mes motoris\u00e9s XYZ, sont essentielles.<\/p>\n Dans le silence se trouve le pouvoir<\/strong><\/p>\n La particularit\u00e9 de la conception : la traverse se d\u00e9place sur des roulements \u00e0 air sp\u00e9cialement d\u00e9velopp\u00e9s. Il flotte pratiquement sur un espace d'air d'environ 5 \u03bcm d'\u00e9paisseur et fonctionne donc pratiquement sans contact et sans usure. Cela garantit une tr\u00e8s longue dur\u00e9e de vie. Un autre avantage est qu'une rigidit\u00e9 extr\u00eame peut \u00eatre obtenue \u00e0 l'aide des paliers \u00e0 air. D\u00e8s que la t\u00eate de mesure est mise en place, l'air est lib\u00e9r\u00e9 des roulements et le syst\u00e8me est fix\u00e9 par sa pr\u00e9charge interne. Toute la masse de l'axe transversal repose alors \u00e9galement directement sur le granit de base, assurant ainsi une stabilit\u00e9 maximale. \"C'est extr\u00eamement important. Car lorsque l'AFM est stationnaire, elle ne doit pas bouger. Apr\u00e8s tout, les diff\u00e9rences de hauteur d'un nanom\u00e8tre ou moins doivent \u00eatre mesur\u00e9es de mani\u00e8re reproductible\", explique le Dr Pietzak. \"Pour cela, l'AFM doit \u00eatre atomiquement stable. Si elle oscillait, les r\u00e9sultats des mesures seraient inutilisables\". Dans le cas de la grande table, six pieds ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 mont\u00e9s sous le granit comme amortisseurs de vibrations suppl\u00e9mentaires pour prot\u00e9ger le syst\u00e8me des vibrations du b\u00e2timent.<\/p>\n Cette rigidit\u00e9 exceptionnelle n'\u00e9tait pas non plus monnaie courante pour Steinmeyer Mechatronik. \"Nous n'aurions pas eu nous-m\u00eames l'occasion de prouver si nos tables r\u00e9pondaient m\u00eame aux exigences \u00e9lev\u00e9es de rigidit\u00e9\", rapporte Reinhard Weihmann de Steinmeyer Mechatronik. Mais gr\u00e2ce \u00e0 la coop\u00e9ration intensive avec Nanosurf et aux ann\u00e9es d'exp\u00e9rience communes avec ces poids lourds, les sp\u00e9cialistes du positionnement bas\u00e9s \u00e0 Dresde ont r\u00e9solu ce d\u00e9fi. \"Nous nous compl\u00e9tons parfaitement\", dit le Dr Pietzak. \"Nous faisons les calculs et Steinmeyer Mechatronik nous fournit le produit fini de haute qualit\u00e9. C'est un excellent ajustement.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Anfang der 1980er-Jahre entwickelten die Physiker Gerd Binnig und Heinrich Rohrer das Rastertunnelmikroskop (Scanning Tunneling Microscope, STM) \u2013 und legten damit den Grundstein f\u00fcr die Rastersondenmikroskopie (Scanning Probe Microscopy, SPM). Die Funktionsweise l\u00e4sst sich gut mit der eines Plattenspielers vergleichen: \u00c4hnlich einer Nadel auf einer Schallplatte, tastet eine Sonde die Oberfl\u00e4che einer Probe ab und […]<\/p>\n","protected":false},"author":60,"featured_media":10533,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[3303],"tags":[4745],"class_list":["post-10532","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-qualitaetsmanagement","tag-05-2020"],"acf":[],"yoast_head":"\n