Institut des NanoSciences de Paris (INSP)

Introduction d'un échantillon dans le microscope à effet tunnel "M3" qui devrait permettre d'analyser expérimentalement les propriétés électroniques de nano-objets dans des conditions extrêmes. Ce microscope à effet tunnel rassemble dans un même appareil : un STM (microscope à effet tunnel) fonctionnant sous fort champ magnétique, dans des conditions d'ultravide et des capacités de préparation in situ des échantillons à analyser. De plus l'appareil fonctionne à de très basses températures…

Microscope à effet tunnel "M3" qui devrait permettre d'analyser expérimentalement les propriétés électroniques de nano-objets dans des conditions extrêmes. Ce microscope à effet tunnel rassemble dans un même appareil : un STM (microscope à effet tunnel) fonctionnant sous fort champ magnétique, dans des conditions d'ultravide et des capacités de préparation in situ des échantillons à analyser. De plus l'appareil fonctionne à de très basses températures allant jusqu'au 0,29 kelvin. La combinaison…

Microscope à effet tunnel "M3" qui devrait permettre d'analyser expérimentalement les propriétés électroniques de nano-objets dans des conditions extrêmes. Ce microscope à effet tunnel rassemble dans un même appareil : un STM (microscope à effet tunnel) fonctionnant sous fort champ magnétique, dans des conditions d'ultravide et des capacités de préparation in situ des échantillons à analyser. De plus l'appareil fonctionne à de très basses températures allant jusqu'au 0,29 Kelvin. La combinaison…

Banc d'optique permettant de produire des sons de l'ordre du million de millions de hertz. Etude des propriétés acoustiques et thermiques de nano et microsystèmes (interfaces, films minces, nano-objets, nanostructures organisées).

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. La fracture se propage à partir du bord supérieur qui a été au préalable entaillé au cutter afin d'initier la fracture. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Machine à force de surface (Surface Force Apparatus, ou SFA), permettant d'étudier la rhéologie de milieux, liquides ou solides, confinés en épaisseur moléculaire entre deux surfaces parallèles. Cet instrument a été développé pour permettre, en particulier, d'aborder la question du rôle de la pression de confinement sur la plasticité et le vieillissement dans les systèmes désordonnés tels que les polymères vitreux.

Enceinte contenant la tête du microscope à effet tunnel (STM) et à forces atomiques (AFM). Les échantillons et les pointes de microscopie stockées sur un carrousel sont manipulés à l'aide d'une pince. Une visualisation par caméra permet l'approche grossière de la pointe par rapport à la surface à étudier. L'ensemble permet l'étude de matériaux oxydes sous forme de surfaces et films ultra-minces de quelques plans atomiques.

Porte-échantillon goniométrique dans la chambre d'analyse goniométrique en technologie ultra-vide montée sur le système d'analyse par faisceaux d'ions rapides (SAFIR). Ce système est utilisé pour analyser la composition et la structure cristalline de la région superficielle (1-1000nm) des solides. L'évolution de la structure et de la composition de la surface ultra-propre d'un monocristal sous divers traitements tels que l'oxydation ou le dépôt d'une fine couche atomique est suivie par la…

Cisaillement d'un milieu granulaire confiné. Les grains sont contenus dans une cellule de cisaillement annulaire mobile, soumis à une contrainte normale due à des masses (couronne en laiton) posées sur un couvercle bloqué en rotation par un ressort. On distingue l'entraînement de la cellule en bas à droite, les 4 capteurs de position qui mesurent la dilatance de la couche et la déflection du ressort, donc la force tangentielle.

Remplissage de la cellule annulaire à l'aide d'une trémie. La cellule étant en rotation rapide, on distingue les billes de verre qui tombent. L'étape finale du remplissage consiste à égaliser la surface des grains. Etude de la réponse au cisaillement d'un matériau granulaire, des effets de vieillissement, du comportement quasi-élastique et de la formation de bande de cisaillement.

Chambre d'analyse goniométrique en technologie ultra-vide montée sur le système d'analyse par faisceaux d'ions rapides (SAFIR) utilisé pour analyser la composition et la structure cristalline de la région superficielle (1-1000nm) des solides. L'évolution de la structure et de la composition de la surface ultra-propre d'un monocristal sous divers traitements tels que l'oxydation ou le dépôt d'une fine couche atomique est suivie par la diffusion d'ions issus d'un accélérateur de type Van de…

Chambre de collision pour l'étude de l'interaction d'ions multichargés avec des agrégats de gaz rare. Le faisceau d'ions triés en état de charge par un dipôle magnétique est transporté et mis en forme jusqu'à la chambre de collision (à droite sur la photo) grâce à des fentes, des steerers et une lentille électrostatique de type Einzel qui permet de le focaliser au centre de la chambre de collision. Des détecteurs de type semi-conducteur ainsi qu'un spectromètre cristallin analysent le…

Système d'analyse par faisceaux d'ions rapides (SAFIR) utilisé pour analyser la composition et la structure cristalline de la région superficielle (1-1000nm) des solides. Des particules légères (protons, deutons, alphas ...) produites par l'accélérateur Van de Graaff sont envoyées dans les chambres d'analyse. Une analyse des produits de réaction (identité, quantité, spectre en énergie) de ces derniers avec la surface à analyser permet l'identification quantitative des espèces atomiques et…

Ligne de faisceau sur la Source d'Ions Multichargés de Paris (dispositif SIMPA). Le faisceau d'ions, issu de la source ECR (résonance cyclotronique des électrons) est focalisé par un solénoïde. La sélection en q/m (q et m étant respectivement la charge et la masse de l'ion incident) est faite par un dipôle magnétique (pièce en bleu sur la photo). Le faisceau est transporté jusque dans la chambre de collision. Le faisceau d'ions interagit avec des agrégats nanométriques de gaz rare (Ar, Ne...)…

Bâti ultra-vide dédié à la microscopie à champ proche sur les objets oxydes. L'ensemble permet, dans des conditions parfaitement contrôlées, l'introduction, la préparation et la caractérisation, à l'échelle nanométrique par microscopie, de surfaces et de films minces d'oxydes, pour en comprendre leurs propriétés électroniques, magnétiques, de réactivité et d'adhésion.

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. Mise en place du moule de la plaque de gélatine au sein du dispositif expérimental. Une platine de translation (horizontale sur la photo) permet de déformer l'échantillon à des vitesses allant jusqu'à quelques cm/s tout en gardant une précision sur la position très grande. Une caméra (visible au premier plan) prend des images de la fracture afin de remonter à la vitesse de la tête de fracture après traitement. Cette expérience permet la…

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. Détails sur le faciès de fracture. Le passage de la fracture sépare la plaque initiale en 2 parties aussi nettement que l'aurait fait une lame de cutter. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Ensemble de lignes de faisceau sur le système d'analyse par faisceaux d'ions rapides (SAFIR) utilisé pour analyser la composition et la structure cristalline de la région superficielle (1-1000nm) des solides. Des particules légères (protons, deutons, alphas ...) produites par l'accélérateur Van de Graaff au fond de la pièce sont envoyées dans les chambres d'analyse. Une analyse des produits de réaction (identité, quantité, spectre en énergie) de ces derniers avec la surface à analyser permet l…

Vue de la tête d'un microscope à champ proche sous ultra-vide. L'échantillon manipulé à l'aide d'une pince est enfiché au dessus de la céramique piézoélectrique qui contrôle le balayage de la pointe sur la surface. Un système d'amortissement par courant de Foucault permet d'isoler l'ensemble des vibrations extérieures. Une des caractéristiques de l'instrument est de pouvoir imager à l'échelle du nanomètre sur une large gamme de températures. Etude de matériaux oxydes sous forme de surfaces et…

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. La fracture se propage à partir du bord supérieur qui a été au préalable entaillé au cutter afin d'initier la fracture. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Observation en temps réel de la dynamique des fronts de solidification (dynamique des interfaces) en échantillon épais (0.5 mm). Au premier plan, microscope longue distance incliné par rapport au dispositif de solidification directionnelle (au centre).

Spectromètre X de haute résolution et de grande transmission. Il peut être équipé d'un cristal mosaïque (fonctionnant en réflexion de Bragg) et la localisation est assurée par un détecteur de grande surface (60x60 mm) fonctionnant sur le principe d'un compteur proportionnel. Ce spectromètre X est connecté à la chambre de collision implantée sur le dispositif SIMPA (Source d'Ions Multichargés de Paris). C'est un des spectromètres servant à l'étude de la dynamique d'interaction d'agrégats…

Détecteurs de particules orientables dans la chambre d'analyse goniométrique en technologie ultra-vide montée sur le système d'analyses par faisceaux d'ions rapides (SAFIR). Le système est utilisé pour analyser la composition et la structure cristalline de la région superficielle (1-1000nm) des solides. L'évolution de la structure et de la composition de la surface ultra-propre d'un monocristal sous divers traitements tel que l'oxydation ou le dépôt d'une fine couche atomique est suivie par la…

Ligne de faisceau sur la Source d'Ions Multichargés de Paris (dispositif SIMPA). Etude des mécanismes d'interaction d'ions lents multichargés avec des objets nanométriques tels que des agrégats de gaz rares et détermination de la dynamique sur des échelles de temps de quleques femtosecondes. Les projets en cours de développement sur SIMPA ont des visées fondamentales tant au niveau de la structure atomique que de la dynamique d'interaction.

Remplissage de la cellule annulaire à l'aide d'une trémie. La cellule étant en rotation rapide, on distingue les billes de verre qui tombent. L'étape finale du remplissage consiste à égaliser la surface des grains. Etude de la réponse au cisaillement d'un matériau granulaire, des effets de vieillissement, du comportement quasi-élastique et de la formation de bande de cisaillement.

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. Vue d'ensemble sur tout le dispositif expérimental. Au dernier plan est visible la plaque de gélatine après que le passage de la fracture l'ait séparée en 2.

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. Détails sur le faciès de fracture. Le passage de la fracture a sépare la plaque initiale en 2 parties aussi nettement que l'aurait fait une lame de cutter. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. La fracture se propage à partir du bord supérieur qui a été au préalable entaillé au cutter afin d'initier la fracture. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Etude de la fracture d'un hydrogel : la gélatine. Fin de la mise en place de la plaque de gélatine : les parties amovibles du moule sont retirées. Cette expérience permet la compréhension des mécanismes physiques responsables de la fracture d'un hydrogel.

Plaquette porte-échantillon pour un système d'analyse par faisceau d'ions rapides (SAFIR). Dans une chambre sous vide, le porte-échantillon est déplacé devant le faisceau de particules issues de l'accélérateur de type Van de Graaff afin de présenter en série les différents échantillons à analyser. Une analyse quantitative des spectres obtenus par les détecteurs de particules permet de remonter aux profils de concentration et de structure de la région superficielle des échantillons. Typiquement,…

Dépôt de résine photosensible à la tournette sous lumière inactinique en salle blanche. Grâce à la rotation du plateau sur lequel est posé l'échantillon, la goutte de résine déposée au centre de celui-ci va s'étaler uniformément sur la surface. On pourra contrôler l'épaisseur de la couche obtenue en jouant sur la viscosité de la résine et sur la vitesse à laquelle tourne le plateau de la tournette.

Spectrophotomètre à fibres optiques équipé d'un double goniomètre pour la mesure angulaire de flux lumineux diffusés en réflexion et transmission (BSDF) du proche ultraviolet au proche infrarouge. Le but est de caractériser la diffusion d'échantillons en volume et/ou surface.

Microphotoluminescence résolution spatiale 1µm2, spectrale 40µeV, temporelle 10ps. Cette expérience permet l'étude des propriétés électroniques d'un nano-objet unique. Etude des propriétés électroniques de fils quantiques semiconducteurs

Observation en temps réel de la dynamique de fronts de solidification en échantillons minces. Vue de la platine de solidification directionnelle adaptée au microscope optique. Contrôle visuel de la qualité d'un échantillon. Etude fondamentale de la dynamique spatio-temporelle non-linéaire des fronts de solidification.

Transfert d'un échantillon sur le support du microscope par effet tunnel (STM). Elaboration de couches minces par épitaxie par jets moléculaires pour la spintronique. Application à l'électronique de spin avec des semiconducteurs.

Porosimètre ellipsométrique (PE). Ce montage permet le suivi optique des cycles d'adsorption/désorption de vapeurs organiques dans des matériaux poreux déposés en couches minces. Il est constitué d'une enceinte à vide thermalisée et d'un ellipsomètre spectroscopique (0.25/1.7 µm). Il permet la détermination des caractéristiques structurales des réseaux poreux de films minces (surface spécifique, volume poreux, distribution en taille des pores, connectivité, gradient de porosité) ainsi que la…

Ensemble de dispositifs expérimentaux pour produire et détecter des impulsions acoustiques ultrabrèves. Sonar nanométrique pour l'étude des propriétés élastiques de films minces et multicouches et la mesure des vibrations et modes de résonance de nano-objets. Application industrielle dans l'évaluation non destructive dans les fonderies de composants micro-électroniques.

Enceintes ultra-vide couplées pour la croissance de nanoparticules réactives sur des surfaces auto-organisées et leur étude par diffraction d'électrons lents à profil de tâche (SPA-LEED) et par microscopie en champ proche (AFM/STM).

Mesure de l'épaisseur d'un dépôt d'aluminium avec un profilomètre en salle blanche, préparation d'échantillons.