Microscopies de sonde à balayage:
* Microscopie à tunneling à balayage (STM): Cette technique utilise une pointe métallique nette pour scanner la surface d'un matériau conducteur. En appliquant une tension entre la pointe et l'échantillon, un courant de tunneling quantique est généré, ce qui est sensible à la topographie de surface. Le STM peut atteindre une résolution atomique et peut être utilisé pour images à la fois la structure et les propriétés électroniques des surfaces.
* Microscopie à force atomique (AFM): Cette technique utilise une pointe pointue attachée à un cantilever pour scanner la surface d'un matériau. La pointe interagit avec la surface à travers des forces telles que les forces de van der Waals, les forces électrostatiques ou les forces magnétiques. La déviation du cantilever est mesurée, fournissant des informations sur la topographie de surface. L'AFM peut être utilisée pour image une gamme de matériaux plus large que STM, y compris les isolateurs.
Microscopie électronique:
* Microscopie électronique à transmission (TEM): Cette technique utilise un faisceau d'électrons pour éclairer un échantillon mince. Les électrons interagissent avec l'échantillon et les électrons transmis sont utilisés pour former une image. TEM peut atteindre une résolution atomique et est utilisé pour étudier la structure interne des matériaux, y compris les défauts cristallins et les joints de grains.
* Microscopie électronique à transmission à balayage (tige): Il s'agit d'une variante de TEM où le faisceau d'électrons est scanné à travers l'échantillon. Les électrons diffusés sont détectés, fournissant des informations sur la composition et la structure de l'échantillon. La tige peut fournir une résolution atomique et peut être utilisée pour image les atomes individuels.
Autres techniques:
* diffraction des rayons X (xrd): Cette technique utilise des rayons X pour sonder la structure cristalline des matériaux. En analysant le modèle de diffraction, il est possible de déterminer la disposition des atomes dans le réseau cristallin. XRD est une technique puissante pour déterminer la structure des matériaux en vrac, mais il peut également être utilisé pour étudier les structures de surface dans certains cas.
* Diffraction des rayons X de surface (SXRD): Cette technique est similaire à XRD mais se concentre spécifiquement sur la structure de surface d'un matériau. SXRD peut fournir des informations sur la disposition atomique à la surface, y compris la présence de reconstructions de surface et d'adsorbats.
Le choix de l'instrument dépend du matériel spécifique étudié, de la résolution souhaitée et du type d'informations recherchées. Par exemple, STM est un excellent choix pour l'imagerie de la structure atomique des surfaces conductrices, tandis que l'AFM est mieux adapté aux matériaux non conducteurs. TEM est une technique polyvalente qui peut être utilisée pour étudier un large éventail de matériaux, mais il nécessite des échantillons minces.
