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Article

1 - INTRODUCTION

2 - UN CONTEXTE FAVORABLE AU DÉVELOPPEMENT DE LA NANOMÉTROLOGIE

3 - PRÉAMBULE : LA NANOMÉTROLOGIE DIMENSIONNELLE

4 - MICROSCOPE À FORCE ATOMIQUE MÉTROLOGIQUE

5 - AFM MÉTROLOGIQUE DU LNE

6 - PERFORMANCES

7 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : NM7050 v1

Préambule : la nanométrologie dimensionnelle
Le microscope à force atomique métrologique

Auteur(s) : Sébastien DUCOURTIEUX, Benoît POYET

Date de publication : 10 août 2013

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Sommaire

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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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ABSTRACT

Metrological atomic force microscope

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)

  • 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

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.

Abstract :

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.

Mots-clés :

microscopie à force atomique, nanométrologie dimensionnelle, état de l’art, traçabilité, SI, étalon.

Keywords :

atomic force microscopy, dimensional nanometrology, State of the art, traceability, SI, standard.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm7050


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3. Préambule : la nanométrologie dimensionnelle

3.1 Unités et SI

HAUT DE PAGE

3.1.1 Système international d’unités

La métrologie est la science des mesurages et de ses applications. Elle comprend aussi bien les aspects théoriques de sa description que les aspects pratiques de sa réalisation expérimentale, quels que soient l'incertitude de mesure et le domaine d'application [R 115].

L’objectif est de déterminer le résultat de mesurage de la façon la plus précise possible et dans le cadre d’un référentiel connu et partagé par le plus grand nombre. Ce référentiel doit permettre d’exprimer l’ensemble des dimensions physiques qui décrivent ces phénomènes. Pour cela, à chaque dimension est associée une unité qui se définit par rapport à un objet ou un phénomène physique identifié. Cette unité est représentée expérimentalement afin d’avoir une référence de comparaison pour les autres mesures. Ainsi, l’unité est un élément de référence auquel peuvent se comparer des grandeurs de dimension analogue. Ce référentiel définit une base dans laquelle tous les phénomènes physiques sont descriptibles. Tout processus de mesurage est alors équivalent à une comparaison entre la grandeur inconnue (le mesurande) et l’une de ses composantes (une unité) dans le but d’exprimer quantitativement le mesurande par rapport à l’unité.

Le...

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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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