Microscopie hybride : association d'un microscope optique en champ proche et d'un microscope à forces atomiques : principe et réalisation
Institution:
BesançonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work deals with near field or local probe microscopes. The resolution of such microscopes depends on the physical effects connected to the geometry of the probe and onthe type of the interaction between the probe with the sample under test. In. This framework, we have developed and realized an instrument combining both an optical detection and an atomic force detection. The first one allows us to determine the mapping of the light intensity on the object surface, whereas the force detection provides the topography on the same site of the object. The double detection has been realized ansd demonstrated. The acquisition of these complemental data allows us to understand the interaction between light and matter at nanometer scale and to point out the optical effects -connected either to the topography or to the physical - chemical properties of the object. Two attempts of optical image optimization have been carried out either by metallization of the tip or by using optical resonance in a Fabry-Pérot cavity. The last chapter deals with a modeling based on a first order perturbative computation ( coupled method).
Abstract FR:
Ce travail de recherche se situe dans la dynamique des microscopies dites en "champ proche" ou à sondes locales. La résolution de ces microscopies dépend des effets physiques liés à la géométrie de la sonde et au type d'interaction de cette dernière avec l'échantillon à analyser. Dans ce contexte, nous avons développé, réalisé et exploité un instrument combinant deux détections : l'une optique et l'autre à forces atomiques. La première permet de déterminer la distribution du champ lumineux au voisinage immédiat de l'objet tandis que la détection de force fournit la topographie du même site de l'objet. La double détection a été démontrée. A partir de ces deux informations, il est possible de mieux comprendre les phénomènes d'interaction matière-rayonnement à l'échelle nanométrique et de mettre en évidence les effets optiques directement liés soit à la topographie soit à la nature physico-chimique de l'objet. Deux essais d'optimisation des images optiques ont été développés, soit par métallisation de la pointe, soit par l'exploitation de l'interférométrie optique en champ proche. Le dernier chapitre est une modélisation des microscopes optiques en champ proche basée sur un calcul perturbatif au premier ordre permettant de calculer le champ électromagnétique diffracté par l'ensemble sonde-objet (méthode couplée).