Microleviers résonnants pour la microscopie à force : applications à la caractérisation de matériaux

Ce mémoire présente les applications associées au microscope acoustique à pointe vibrante. Ces applications concernent d'une part la caractérisation de la rigidité locale des alliages à mémoire de forme, et d'autre part la mesure de la différence de potentiel de contact des matériaux. Le microscope acoustique à pointe vibrante qui est une technique de microscopie à champ proche, utilise un microlevier résonnant associé à une pointe et un transducteur piézoélectrique. La source acoustique sub-longueur d'onde constituée par la pointe interagit avec le milieu matériel à caractériser. La variation de la fréquence de résonance du micro-levier est détectée à travers l'impédance électrique du transducteur piézoélectrique, et permet de quantifier les propriétés élastiques locales du milieu microdéformé avec une excellente précision. Nous ayons ajouté au microscope un système de mesure de déflexion optique qui permet de quantifier les forces normales et tangentielles appliquées à l'échantillon, et une source thermique régulée permettant d'étudier la réponse du matériau en fonction de la température. Nous montrons que le microscope acoustique à pointe vibrante permet de détecter les transitions de phase des alliages à mémoire de forme par la mesure de la rigidité locale en fonction de la température. Nous montrons également qu'avec ce microscope opérant cette fois en mode non-contact, qu'il est possible de mesurer et quantifier les forces électriques dynamiques entre la pointe et l'échantillon. Une méthode originale de la mesure de la différence de potentiel de contact a été mise au point. Elle permet de quantifier cette propriété électrique des matériaux avec une bonne précision. Cette étude a aussi permis de quantifier les forces électriques non linéaires entre la pointe et l'échantillon.BESANCON-BU Sciences Staps (250562103) / SudocSudocFranceF