Bruit thermique et dissipation visqueuse d’un microlevier

P. Paolino and L. Bellon, poster presented in the 11ème forum des microscopies à sonde locale, Hardelot, France 16-19 mars 2009.

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Nous introduisons un cadre théorique simple pour prédire le bruit thermique d’un microlevier dans un fluide visqueux : nous utilisons l’approche de Sader pour décrire l’effet du fluide environnant (masse ajoutée et traînée visqueuse) et le Théorème Fluctuation-Dissipation appliqué aux modes propres de vibrations du système pour dériver une expression générique du spectre des fluctuations thermiques. Cette prédiction est comparée à une mesure expérimentale sur un levier commercial de microscopie à force atomique dans une gamme de fréquence couvrant les  premières résonances. Un excellent accord est obtenu sur l’ensemble du spectre, avec pour seul paramètre ajustable l’épaisseur du microlevier. En utilisant les relations de Kramers-Kronig, nous reconstruisons également la fonction réponse mécanique complète du levier et démontrons la pertinence du modèle de Sader en dehors des résonances.

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