B.2.3 Dépôts par Picoforce

Les premiers dépôts de nanoparticules magnétiques sont réalisés avec l’AFM Picoforce qui avait

permis le dépôt de nanoparticules de polystyrène comme présenté section II.B.1. De plus, cet AFM

permet une mesure précise des courbes de force pendant le dépôt, ce qui donne la possibilité de vérifier que le dépôt a lieu et d’estimer la taille des gouttes, même si elles sont invisibles au microscope optique.

Les dépôts au Picoforce sont faits avec deux pointes différentes, nommées, PA04 et PA09, dont les formes et tailles de leurs ouvertures sont respectivement un carré de 400 nm x 400 nm et un ovale de 230 nm x 180 nm. Les pointes PA04 et PA09 sont présentées en Figure II-34.

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Figure II-34 : Images MEB de PA04 et PA09, on note la disparition de la couche d'or autour de l'ouverture de PA09 sur une surface d'environ 0.55 µm².

Dans premier temps, une solution de FeCo est déposée avec PA04 traitée au dodécanethiol en réseau de 3x3 où chaque spot est espacé de 10 µm, puis en réseau de 5x5 spots avec le même espacement dans un deuxième temps. Seulement deux grosses gouttes sont déposées en lieu et place des réseaux attendus. Les dépôts sont présentés sur la Figure II-35 suivante :

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Figure II-35 : Image optique des deux premiers dépôts au Picoforce, on observe des traces de solvant autour du premier dépôt.

Sur la Figure II-35 nous voyons les gouttes, ainsi qu’une trace de solvant autour de la dernière goutte. L’absence de réseau à l’emplacement programmé vient du fait que la taille des gouttes est supérieure au pas du réseau. Lorsqu’une première goutte est déposée et que la pointe revient sur la surface pour un deuxième dépôt, si le pas n’est pas suffisant, la pointe rentre en contact avec un coin de la première goutte qui vient alors se positionner sous la pointe. On ne dépose donc qu’une goutte qui est déplacée à chaque contact pointe-surface et se retrouve au final, à la dernière position programmée. La taille des gouttes déposées est donc supérieure à 10 µm ce qui correspond à l’espacement programmé entre les gouttes du réseau.

Les premiers résultats n’étant pas ceux attendus, la pointe PA09 dont l’ouverture est plus petite, a

été utilisée après avoir été traitée au dodécanethiol (suivant le protocole présenté section II.A.2)

pour rendre sa surface hydrophobe. Pendant le traitement, les solutions de nanoparticules de cobalt (CM122DBPh) et de FeCo diluée 33 fois par rapport à la solution initiale (FeCo1DBPh/33) sont passées au bain à ultrason chauffé à 80°C pendant 1H, puis laissées à température ambiante pendant 15 min et agitées mécaniquement. Les divers réseaux déposés sont listés dans le Tableau II.2 suivant :

CM122DBPh FeCo1DBPh/33

Réseaux Pas du réseau Réseaux Pas du réseau

9x9 1 µm 9x9 5 µm 14x14 3 µm 3x3 5 µm 5x5 4 µm 5x5 10 µm 5x5 7 µm 6x6 6 µm 9x9 3 µm

Tableau II.2 : Récapitulatif des dépôts effectués avec PA10 pour les solutions CM122DBPh et FeCo1DBPh/33.

Quatre de ces dépôts sont représentés sur la Figure II-36 ci-après. Nous notons la présence de trace de solvant au niveau de chaque réseau de la même manière que sur la Figure II-35 :

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Figure II-36 : Images optiques de réseaux NADIS des solutions de FeCo1DBPh/33 et CM122DBPh effectués au Picoforce.

Tous les réseaux prédéterminés sont observables à l’optique, mis à part ceux en 9x9 et 14x14 de CM122DBPh. En fait, il est possible qu’ils aient réussi mais les traces de solvant observées sur tous les autres dépôts sont cette fois-ci trop importantes par rapport aux pas de ces réseaux (Figure II-37) :

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Figure II-37 : Image optique du réseau 9x9 1 µm confondu avec les traces de solvant.

Nous supposons que ces traces de solvants sont dues à sa recondensation sous la pointe NADIS. Le solvant du réservoir s’évapore (peut-être sous l’effet du laser de l’AFM qui chauffe le levier) et se recondense sur la surface. Pour vérifier cette hypothèse, une pointe chargée de solution de CM122DBPh est laissée à 5 µm de distance de la surface pendant une minute (qui correspond au temps de dépôt d’un réseau 8*8), puis éloignée pour permettre d’enregistrer une image. Nous constatons alors sur la Figure II-38 qu’il y a bien une trace de solvant de la forme de la pointe à son ancienne position :

76 Pour pallier à ce problème de recondensation, les dépôts suivants sont faits sous flux de diazote. Un tuyau soufflant un débit constant de diazote est placé dans l’AFM de manière à ce que le diazote souffle sur toute la surface de l’échantillon ainsi que sur la pointe. Après plusieurs essais (deux réseaux de 5x5 et 7x7 pas de 1 µm, un réseau de 5x5 pas de 4 µm et un réseau de 15x15 pas de 1µm) la recondensation est toujours présente. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de modifier la procédure de dépôt en augmentant par exemple la vitesse de dépôt pour ne pas laisser le temps à la recondensation d’avoir lieu. Comme ce paramètre n’est pas ajustable sur le PicoForce, nous avons choisi de passer sur le D3000.

Cette recondensation ne permet pas de faire des dépôts de façon précise et contrôlée, de plus les nanoparticules présentes dans les spots sont surement déplacées lorsque les gouttes de recondensation sèchent au contact des spots du réseau. Une observation AFM après séchage ne donnera alors aucune information correcte sur les dépôts de nanoparticules. Toutefois ces

observations ont été faites, nous les commenterons dans la partie AFM II.B.2.5.