Institut des NanoSciences de Paris (INSP)

Observation, sur une table lumineuse, d'un échantillon de gouttes de mousse drainée. Sur l'écran, les zones sombres correspondent à des "tas de mousse" qui diffusent fortement la lumière. Cet échantillon est utilisé pour étudier la polydispersité de la mousse produite par un générateur microfluide.

Le cylindre métallique au centre de l'image tient l'extrémité d'une fibre optique. L'autre extrémité est située dans un dispositif d'étude de la dynamique de vieillissement des mousses. Cette fibre optique collecte et transporte la lumière rétrodiffusée, suite à un parcours des photons dans un échantillon de mousse. Une caméra rapide, située juste au dessus du cylindre métallique, permet d'analyser les interférences fluctuantes de la lumière. Celles-ci contiennent de l'information sur la…

Changement de la tête d'écriture d'un dispositif de photolithographie par écriture directe situé dans une salle blanche. Cet appareil permet de réaliser des structures de résolution allant jusqu'à 0,6 µm à la surface d'échantillons, par photolithographie, au moyen d'un laser UV et d'une platine interférométrique motorisée. L'objectif est de créer des structures de dimensions micrométriques à la surface d'échantillons (circuits électroniques, réseaux pour la microfluidique, masques de…

Montage de trois photos d'une même surface d'or plasmonique prise sous différents angles, donc sous différentes lumières. Sur cet échantillon, une texture périodique à l'échelle de la longueur d'onde des plasmons de surface a été ajoutée pour leur permettre d'interagir avec la lumière. La structure de surface d'une opale de silice auto-assemblée a été utilisée comme moule pour un dépôt d'or texturé. Les plasmons de surface sont des ondes issues du couplage de la lumière aux électrons du métal…

Depuis la chambre de préparation sous ultravide, introduction d'un échantillon dans un microscope à effet tunnel "M3" grâce à une pince "wobble stick". Le microscope est ensuite descendu dans le cryostat. Il permet d'étudier la supraconductivité à l'échelle nanométrique sur des surfaces d'échantillons. Ces échantillons sont des nouveaux matériaux supraconducteurs ou des objets uni ou bidimensionnels dans lesquels la supraconductivité est confinée. Le microscope fonctionne sous un fort champ…

Introduction d'un échantillon sur un four (en rouge) pour évaporer par chauffage les impuretés de sa surface. Du plomb, supraconducteur à basse température, sera ensuite déposé sur cet échantillon. Dispositif situé dans la chambre de préparation d'un microscope à effet tunnel "M3" permettant d'étudier la supraconductivité à l'échelle nanométrique sur des surfaces d'échantillons. Ces échantillons sont des nouveaux matériaux supraconducteurs ou des objets uni ou bidimensionnels dans lesquels la…

Dans une salle blanche, aligneur de masque permettant d'insoler localement des résines à travers un masque. Le motif du masque est transféré dans la résine photosensible présente à la surface d'un échantillon. L'endroit où ce motif sera transféré sur l'échantillon est ainsi contrôlé très précisément.

Mise en place d'un échantillon d'opale artificielle pour l'acquisition de son spectre de réflectivité à l'aide d'un goniomètre. La lumière d'une lampe de référence est envoyée sur la surface de l'opale, les longueurs d'onde interdites de propagation par le cristal photonique que constitue l'opale sont réfléchies. La lumière réfléchie est récupérée par une fibre optique et analysée par un spectromètre. Le goniomètre offre une bonne précision angulaire de la mesure, ce qui permet de caractériser…

Depuis la chambre de préparation sous ultravide, introduction d'un échantillon dans un microscope à effet tunnel "M3" grâce à une pince "wobble stick". Le microscope est ensuite descendu dans le cryostat. Il permet d'étudier la supraconductivité à l'échelle nanométrique sur des surfaces d'échantillons. Ces échantillons sont des nouveaux matériaux supraconducteurs ou des objets uni ou bidimensionnels dans lesquels la supraconductivité est confinée. Le microscope fonctionne sous un fort champ…

Des gouttes de mousse monodisperse, produites par un générateur microfluide, sont collectées dans un cristallisoir. Lorsqu'elle sort du générateur, la mousse contient beaucoup d'eau. Par conséquent, elle est très fluide et les gouttes s'étalent. Par la suite, un drainage évacue rapidement l'eau. La mousse se rigidifie et les gouttes cessent alors de s'étaler. Cet échantillon illustre le comportement d'étalement des gouttes de mousse.

Acquisition du spectre de réflectivité d'une opale artificielle à l'aide d'un goniomètre. La lumière d'une lampe de référence est envoyée sur la surface de l'opale, les longueurs d'onde interdites de propagation par le cristal photonique que constitue l'opale sont réfléchies. La lumière réfléchie est récupérée par une fibre optique et analysée par un spectromètre. Le goniomètre offre une bonne précision angulaire de la mesure, ce qui permet de caractériser finement les propriétés optiques de l…

Vue générale d'un microscope à effet tunnel "M3" permettant d'étudier la supraconductivité à l'échelle nanométrique sur des surfaces d'échantillons. Ces échantillons sont des nouveaux matériaux supraconducteurs ou des objets uni ou bidimensionnels dans lesquels la supraconductivité est confinée. Le microscope fonctionne sous un fort champ magnétique, dans un environnement ultravide permettant la préparation et la caractérisation d'échantillons in-situ, et à très basses températures (jusqu'au 0…

Programmation d'une machine de photolithographie par écriture directe située dans une salle blanche : conversion du motif en un format lisible par l'appareil, positionnement à la surface de l'échantillon, réglage des paramètres d'exposition... Les ordinateurs permettent de contrôler intégralement la machine et les diverses opérations à exécuter. Le dispositif de photolithographie permet de réaliser des structures de résolution allant jusqu'à 0,6 µm à la surface d'échantillons au moyen d'un…

Depuis la chambre de préparation sous ultravide, introduction d'un échantillon dans un microscope à effet tunnel "M3" grâce à une pince "wobble stick". Le microscope est ensuite descendu dans le cryostat. Il permet d'étudier la supraconductivité à l'échelle nanométrique sur des surfaces d'échantillons. Ces échantillons sont des nouveaux matériaux supraconducteurs ou des objets uni ou bidimensionnels dans lesquels la supraconductivité est confinée. Le microscope fonctionne sous un fort champ…

Travail en salle blanche vu de l'extérieur de cette salle.

Dispositif d'étude de la dynamique de vieillissement d'une mousse. Le faisceau d'un laser (à droite) est focalisé par une lentille et envoyé via un miroir sur l'échantillon de mousse. Ce miroir est situé à l'extrémité de la tige métallique visible à gauche. Proche du point éclairé, une fibre optique collecte la lumière rétrodiffusée suite à un parcours des photons dans l'échantillon. A l'autre extrémité de la fibre, une caméra rapide permet d'analyser les interférences fluctuantes de la lumière…

Au centre de l'image, un réservoir de liquide. Il est relié à un capillaire lui-même connecté au fond d'un échantillon de mousse. Le réservoir permet de contrôler la quantité d'eau contenue dans un échantillon de mousse. En positionnant ce réservoir à différents niveaux verticaux, on peut créer une succion hydrostatique contrôlée qui aspire l'eau de la mousse. Il est intégré à un dispositif d'étude de la dynamique de vieillissement d'une mousse.

Vue d'ensemble d'une salle blanche et d'une salle de dépôt.

Evaporateur thermique situé dans une salle blanche. Il permet de déposer des couches minces de métaux sur tout type d'échantillon. Le matériau à déposer est chauffé jusqu'à ce qu'il se retrouve sous forme gazeuse. Ces vapeurs viennent alors se condenser sur l'échantillon pour y former une couche mince. L'objectif est d'obtenir une couche homogène d'épaisseur contrôlée.

Installation d'une pastille métallique dans un évaporateur thermique situé dans une salle blanche. Cet évaporateur permet de déposer des couches minces de métaux sur tout type d'échantillon. Le matériau à déposer est chauffé jusqu'à ce qu'il se retrouve sous forme gazeuse. Ces vapeurs viennent alors se condenser sur l'échantillon pour y former une couche mince. L'objectif est d'obtenir une couche homogène d'épaisseur contrôlée.

Pousse seringue injectant de la solution moussante dans un générateur de mousse microfluide. Ce générateur produit des bulles de mousse monodisperse collectées dans une cellule. Cet échantillon de mousse permet d'étudier la dynamique de vieillissement d'une mousse.

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).

Détail d'une partie d'un montage d'acoustique picoseconde permettant d'étudier les vibrations de nanostructures. A gauche un objectif de microscope pour focaliser le faisceau "sonde" qui détecte les vibrations, l'échantillon (partie métallique argentée et éclairée) formé de carrés de taille micrométrique formés eux-mêmes de plots de taille nanométrique. Et à droite, un second objectif de microscope pour focaliser le faisceau pompe qui excite les vibrations des nano-objets.

Etude de cristaux photoniques qui permettent de confiner la lumière dans des cavités de faible volume et de grand facteur de qualité. Couplés à des émetteurs, ils peuvent être utilisés pour améliorer leurs performances aussi bien en tant que sources classiques (directivité, affinement spectral, luminance...) que pour des émetteurs individuels en tant que sources de photons uniques.

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 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 de toutes ces…

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).

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…

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…

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,…

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.