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Caractérisation des nano-objetsArticle de référence | Réf : NM7050 v1
Auteur(s) : Sébastien DUCOURTIEUX, Benoît POYET
Date de publication : 10 août 2013
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6.1 Stabilité de la chaîne métrologique
Les premiers résultats présentés permettent d’évaluer la stabilité de la chaîne métrologique du mAFM. Ces données sont très importantes car elles représentent la limite ultime que pourra atteindre la stabilité en position de l’instrument lorsque celui-ci effectuera des mesures en boucle fermée. En effet, lorsqu’il travaille en boucle ouverte, l’instrument est sujet aux dérives. Ces dérives ont par exemple pour origine les dilatations mécaniques du montage ou les dérives des vérins piézo-électriques. Même si ces dérives sont présentes, elles sont pour la plupart mesurées par la chaîne métrologique ce qui permet, lorsque l’instrument fonctionne en boucle fermée, de les compenser. Cette compensation a toutefois ses limites. En effet, les dérives de la chaîne métrologique ne sont pas mesurées, par conséquent, elles ne peuvent pas être corrigées ou compensées. La stabilité du système de mise en position de l’instrument dépend ainsi complètement de la stabilité de la chaîne métrologique. Pour le mAFM, quatre chaînes distinctes sont présentes. Elles sont associées à chaque mesure de position par interférométrie (voir figure 21). Chacune d’elle passe par l’extrémité de la pointe, l’échantillon, le support échantillon, le prisme en Zerodur disposé sous l’échantillon, le faisceau mesurant, l’interféromètre avant de reboucler vers la pointe en repassant par le faisceau de référence et le prisme de référence lié à la pointe. Par conséquent, chacun des éléments de la chaîne métrologique doit être stable dans le temps. En conclusion tout repose sur trois éléments : l’interféromètre, les prismes en Zerodur et l’air enfermé dans les cavités dans lesquels se propagent les faisceaux.
Une première indication sur la stabilité de la chaîne métrologique provient de la stabilité thermique du montage. Un enregistrement des températures dans les cavités des faisceaux ainsi que dans la salle du mAFM est présenté sur la figure 22. La stabilité thermique de l’air dans la salle est d’environ 0,04 °C sur 10 heures de mesure. Dans...
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NANOSCIENCES ET NANOTECHNOLOGIES
(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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