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Séance de cours

Physique de la vie: AFM

Dans cours

PHYS-468: Physics of life

Life has emerged on our planet from physical principles such as molecular self-organization, thermodynamics, stochastics and iterative refinement. This course will introduce the physical methods to study life and will discuss the quantitative and physical ...

Description

Cette séance de cours porte sur les principes et les applications de la microscopie de la force atomique (AFM) dans l'étude des surfaces au niveau atomique, y compris son invention, son fonctionnement et son importance dans divers domaines scientifiques. Il explore également la relation entre l'AFM et la microscopie de balayage dans les tunnels (STM), ainsi que l'utilisation de l'AFM dans l'étude des structures biologiques telles que les parois cellulaires bactériennes et les aquaporines.

Enseignant·e

Henning Paul-Julius Stahlberg

Positions: Since 2020 Prof. Physics, IPHYS, SB, EPFL, Switzerland 2009 – 2021 Prof. Structural Biology, Biozentrum, University Basel, Switzerland 2009 – 2010 Adj. Assoc. Prof. Molecular & Cellular Biology, UC Davis, CA, USA 2007 – 2009 Assoc. Prof. Molecular & Cellular Biology, UC Davis, CA, USA 2003 – 2007 Assist. Prof. Molecular & Cellular Biology, UC Davis, CA, USA Education: 2002 Habilitation, Biozentrum, University Basel, Switzerland 1997 – 2003 Postdoctoral Fellow, Biozentrum, University Basel, Switzerland 1992 – 1997 PhD Student, EPFL, Lausanne, Switzerland 1990 – 1991 Diploma Thesis in Solid State Physics, TU Berlin, Germany 1987 – 1993 Study of Physics, TU Berlin, Germany Selected Awards & Honors: 2009 W.M.Keck Award 2004 CAREER award, NSF, USA 2002 Habilitation, University Basel, Switzerland Selected Memberships: 2008 – 2013 Chancellor’s Fellow Award, UC Davis, CA, USA 2004 – 2009 Faculty of 1000 Since 1992 Swiss Society for Optics and Microscopy (SSOM)

Source officielle

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Microscope à force atomique

thumb|350px|Le premier microscope à force atomique du monde, au musée de la Science de Londres. Le microscope à force atomique (AFM pour atomic force microscope) est un type de microscope à sonde locale permettant de visualiser la topographie de la surface d'un échantillon. Inventé en 1985, par Gerd Binnig, Calvin Quate et Christoph Gerber, ce type de microscopie repose essentiellement sur l'analyse d'un objet point par point au moyen d'un balayage via une sonde locale, assimilable à une pointe effilée.

Microscopie à sonde locale

La microscopie à sonde locale (MSL) ou microscopie en champ proche (MCP) ou scanning probe microscopy (SPM) en anglais est une technique de microscopie permettant de cartographier le relief (nano-topographie) ou une autre grandeur physique en balayant la surface à imager à l'aide d'une pointe très fine (la pointe est idéalement un cône se terminant par un seul atome). Le pouvoir de résolution obtenu par cette technique permet d'observer jusqu'à des atomes, ce qui est physiquement impossible avec un microscope optique, quel que soit son grossissement.

Microscope à effet tunnel

thumb|Atomes de silicium à la surface d'un cristal de carbure de silicium (SiC). Image obtenue à l'aide d'un STM. Le microscope à effet tunnel (en anglais, scanning tunneling microscope, STM) est inventé en 1981 par des chercheurs d'IBM, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui reçurent le prix Nobel de physique pour cette invention en 1986. C'est un microscope en champ proche qui utilise un phénomène quantique, l'effet tunnel, pour déterminer la morphologie et la densité d'états électroniques de surfaces conductrices ou semi-conductrices avec une résolution spatiale pouvant être égale ou inférieure à la taille des atomes.

Microscopie

La microscopie est un ensemble de techniques d' des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique employée, l'appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un . Des mots grecs anciens mikros et skopein signifiant respectivement « petit » et « examiner », la microscopie désigne étymologiquement l'observation d'objets invisibles à l'œil nu. On distingue principalement trois types de microscopies : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale.

Nanotechnologie

Les nanosciences et nanotechnologies (d’après le grec , « nain »), ou NST, peuvent être définies au minimum comme l’ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures (physiques, chimiques ou biologiques), de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle du nanomètre (nm), qui est l'unité la plus proche de la distance entre deux atomes. Les NST présentent plusieurs acceptions liées à la nature transversale de cette jeune discipline.

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