Microscopie à champ proche et hautes fréquences

Dans le cadre des Investissements d’avenir – on parle également de Grand emprunt, l’IEMN a acquis et développé plusieurs microscopes basés sur la détection d’une interaction entre une sonde fine et des nanomatériaux ou des composants (opto)-électroniques. Le couplage de ces microscopes avec des ondes hautes fréquences s’étendant du GHz au domaine du visible a permis d’exalter certaines propriétés physiques et chimiques jusqu’à présent inaccessibles à l’échelle de l’objet unique.

Au milieu des années 80, l’avènement du microscope à effet tunnel et par la suite des microscopies à champ proche a révolutionné notre compréhension des matériaux à l’échelle du nanomètre et a inauguré l’ère des nanotechnologies. Ces microscopes sont devenus incontournables pour sonder les propriétés physiques, chimiques et biologiques des nanomatériaux et de composants électroniques aux tailles extrêmement petites.

Dans le cadre de l’action « équipements d’excellence » du Programme d’Investissements d’Avenir (EQUIPEX), l’IEMN a bénéficié pour le projet Equipex Excelsior d’un soutien financier de 3,2 M€ essentiel pour rendre ces microscopes multifonctionnels en les couplant avec des ondes électromagnétiques. Quatre instruments ont ainsi été acquis et développés: 1) un système de mesure haute fréquence sous pointes et de microscopie à force atomique intégré dans un microscope à balayage électronique, 2) un système d’excitation laser ultrarapide associé à un microscope à effet tunnel 4 pointes fonctionnant en ultra-vide et à température variable, 3) un microscope à force atomique à basse température avec champ magnétique et 4) un microscope optique en champ proche opérant du moyen infrarouge au THz. Ces quatre équipements ont été regroupés au sein d’un bâtiment conçu spécialement pour relever les défis instrumentaux actuels dans le domaine de la nanocaractérisation.

De par son ampleur, ce projet a conduit à la publication de 130 articles scientifiques, à la rédaction de 4 brevets et aura eu de multiples retombées positives que ce soit en terme de contrats obtenus ou de partenariats noués avec de nombreux laboratoires européens. Plusieurs transferts de technologie vers des entreprises françaises ont été réalisées. Ces entreprises ont également bénéficié d’un savoir-faire unique, en embauchant la plupart des jeunes scientifiques ayant contribué au projet parmi la trentaine de doctorants et post-doctorants formés.  Au terme de ce projet, le taux d’utilisation par la communauté scientifique hors IEMN a atteint 55% et grâce à l’implication d’ingénieurs dédiés à ces microscopes, les instruments continuent d’être disponibles, via le réseau RENATECH, aux scientifiques de tout horizon.

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