RO : X. MESCOT
CROMA possède deux microscopes à force atomique (AFM) dont le dernier a été installé fin 2018. De base, un tel équipement permet d'obtenir la topographie d'échantillons (sub)microniques de natures diverses: ainsi des tests peuvent être effectués sur des réseaux en verre, tout comme sur des nanofils de silicium en passant par des couches minces qui peuvent être isolantes ou conductrices.
Cependant tout comme n'importe quel équipement scientifique de haute technicité, des limites dimensionnelles existent: l'échantillon testé doit avoir une rugosité compatible avec l'AFM (< 10 à 15 µm) et les surfaces scannées sont au maximum de 40 µm x 40µm.
Cependant tout comme n'importe quel équipement scientifique de haute technicité, des limites dimensionnelles existent: l'échantillon testé doit avoir une rugosité compatible avec l'AFM (< 10 à 15 µm) et les surfaces scannées sont au maximum de 40 µm x 40µm.
D'autres modes plus évolués permettent aussi de caractériser électriquement et mécaniquement ces dispositifs, tels que:
- Le mode TUNA (Tunneling AFM) donnant la valeur ponctuelle du courant. De cette façon, il est possible d'avoir une cartographie en courant de l'échantillon mettant en valeur les défauts de structures, comme les joints de grains.
- Le mode SCM (Scanning Capacitance Microscopy) permettant d'obtenir la variation de capacité en fonction de la tension appliquée sur la pointe ou l'échantillon. Ce mode est très utile pour analyser par exemple des régions semi-conductrices de dopages différents.
- Le mode PFM (Piezo Force Microscopy), idéal pour analyser des dispositifs piézo-électriques possédant différentes orientations de polarisation.
- Le mode TUNA (Tunneling AFM) donnant la valeur ponctuelle du courant. De cette façon, il est possible d'avoir une cartographie en courant de l'échantillon mettant en valeur les défauts de structures, comme les joints de grains.
- Le mode SCM (Scanning Capacitance Microscopy) permettant d'obtenir la variation de capacité en fonction de la tension appliquée sur la pointe ou l'échantillon. Ce mode est très utile pour analyser par exemple des régions semi-conductrices de dopages différents.
- Le mode PFM (Piezo Force Microscopy), idéal pour analyser des dispositifs piézo-électriques possédant différentes orientations de polarisation.
Ce dernier AFM a également un mode électrique très poussé appelé SMiM ( Scanning Microwave Impedance Microscopy ). L'analyse de la réflexion d'ondes incidentes à 3 GHz fournit ponctuellement la capacité et la résistivité d'un échantillon avec une résolution de 50 nm. En 2024, seuls quelques laboratoires en France possèdent une telle option.