Abstract FR:

Cette these presente une methode numerique permettant de modeliser l'interaction de van der waals entre la pointe d'un microscope a force atomique (afm) et une surface comportant des nanostructures. Le modele developpe permet non seulement de prendre en compte la geometrie reelle de la pointe mais aussi de simuler des images d'objets nanometriques. Nous nous sommes interesses a deux modes de fonctionnement du microscope : le mode non-contact dit a hauteur constante et celui dit a gradient de force constant. Dans ce modele, la pointe - supposee pyramidale - ainsi que les objets sont representes par des empilements de cubes de dimensions nanometriques. En nous basant sur l'hypothese d'additivite par paires appliquee aux forces de van der waals, nous utilisons le potentiel de lennard-jones pour calculer les interactions pointe-surface et pointe-objet. Notre etude est en accord avec des resultats experimentaux publies dans la litterature portant sur l'effet de la geometrie de la pointe ou encore celui de la distance pointe-surface. L'originalite de ce travail reside dans la mise en evidence par une simulation numerique du contraste chimique visible lorsque l'on realise l'image afm de deux zones presentant des natures chimiques differentes. Ce phenomene est lie a la nature meme des forces de van der waals, forces qui dependent des constantes dielectriques des materiaux en interaction. Nous montrons ainsi que l'interpretation des images non-contact est rendue difficile par la combinaison des effets geometriques et chimiques.