L’AFM-IR en mode Peak-Force Tapping est une technique d’AFM publiée par Xiaoji Xu et al. pour mieux contrôler les forces de contact entre la pointe et l’échantillon.

Mode de fonctionnement :

Le mode Peak-Force Tapping combine les avantages du mode contact (contrôle direct de la force) et du mode tapping (faibles forces latérales). En effet, contrairement au mode tapping classique, le Peak-Force Tapping est un mode non résonant ; il utilise une oscillation sinusoïdale à basse fréquence, en dessous de la résonance du levier. Cela permet d’éviter les artefacts de filtrage et la dynamique complexe du mode résonant.
Par ailleurs, la position z du levier est modulée par une onde sinusoïdale au lieu d’une onde triangulaire, ce qui permet d’éviter les résonances parasites lors des changements de direction.

• Cycle d’approche et de retrait (figure a) : La pointe s’approche progressivement de la surface. Au moment du contact (mode intermittent), la force exercée augmente jusqu’à la valeur de consigne (peak force). Ce pic de force est maintenu constant par une boucle de rétrocontrôle. Après avoir atteint la force définie, la pointe se retire, libérant toute adhésion éventuelle.
• Mesures simultanées (extraction des informations nanomécaniques) – (figure a) : À chaque cycle de ce mode, des courbes de force sont collectées, permettant de déduire des propriétés mécaniques (module d’élasticité, rigidité, adhésion, dissipation d’énergie).
• Excitation par laser IR (figure a) : Un laser IR pulsé irradie l’échantillon, ce qui induit une expansion photothermique dont les oscillations sont mesurées à chaque cycle. Cela permet l’acquisition d’informations chimiques.

Caractéristiques :

• Résolution :  Environ 10 nm
• Contrôle des forces d’interaction
• Acquisition simultanée de diverses propriétés (morphologiques, mécanique, chimique)