Vignette du laboratoire impmc représentant un microorganisme aquatique unicellulaire

Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC)

PARIS CEDEX 05

L’IMPMC est un institut pluridisciplinaire de physique, de sciences de la Terre et de biophysique-bioinformatique. Allant de la physique des milieux denses à la minéralogie, en passant par la prédiction des structures protéiques, ses équipes de recherche étudient la structure de la matière, son comportement, ses liens avec les micro-organismes…

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Échantillonnage sur un fragment de récif collecté à 23 mètres de profondeur, à Roscoff, France, par des plongeurs de la station biologique marine. Sur ce fragment, plusieurs colonies de bryozoaires d’espèces différentes ont poussé, en formant des structures en carbonates de calcium, sur une gorgone (visible à gauche). Sur la droite est visible une colonie de bryozoaires de l’espèce "Pentapora foliacea" aussi appelée rose de mer, constituée de minéraux de calcite et d’aragonite. Lors du projet…

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Échantillonnage sur un fragment de récif collecté à 23 mètres de profondeur, à Roscoff, France
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Echantillon placé sur un portoir aimanté. L’alignement des échantillons avec les faisceaux synchrotron, selon un angle adéquat, est primordial pour obtenir une bonne qualité d’analyse. Cette salle, appelée cabane d’expérience, est une salle blindée qui maintient les radiations confinées. Comme l’analyse n’est faite qu’après le départ des chercheurs de la salle, le positionnement de l’échantillon est fait avec précaution. Lors du projet POLIMO, des organismes ont été inclus dans la résine, polis…

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Echantillon placé sur un portoir aimanté
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Acquisition et analyse de données au Synchrotron SOLEIL à Saint-Aubin, sur la ligne de lumière Nanoscopium. Lors du projet POLIMO, des organismes ont été inclus dans la résine, polis ioniquement, puis imagés à l’échelle nanométrique par rayonnement synchrotron (fluorescence X sur la ligne Nanoscopium). La combinaison de ces techniques de pointe a permis des observations inédites des processus cellulaires et enzymatiques responsables de la biominéralisation. Cette image est issue de l'exposition…

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Acquisition et analyse de données au Synchrotron SOLEIL à Saint-Aubin, sur la ligne de lumière Nanoscopium
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Sur la ligne Nanoscopium, le rayonnement X provenant du synchrotron est focalisé sur une zone d’une centaine de nanomètres carrés sur un échantillon, lequel émet de la fluorescence X. Le déplacement de l‘échantillon synchronisé avec la détection de fluorescence X permet d’obtenir des images extrêmement précises de la distribution spatiale des éléments chimiques ainsi que leur concentration. Sur la gauche, l’échantillon blanc est une pointe double de colonie en calcite du bryozoaire "Cellaria…

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Sur la ligne Nanoscopium, le rayonnement X provenant du synchrotron est focalisé sur un échantillon
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Alignement d'un échantillon vis-à-vis du faisceau de rayons X produit par un synchrotron. Le cadre portant les échantillons et son support ont été fabriqués par impression 3D. Ils sont fixés sur un porte échantillon métallique et aimanté qui sera positionné face au faisceau du synchrotron dans une encoche également aimantée. Les échantillons collés sur le cadre sont des fragments de carbonates de calcium formés par des bryozoaires. Lors du projet POLIMO, des organismes ont été inclus dans la…

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Alignement d'un échantillon vis-à-vis du faisceau de rayons X produit par un synchrotron
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Sphérule, une micrométéorite fondue de la collection Concordia. Elle a été collectée dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C). Les micrométéorites sont des poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes. Ce sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont eu lieu au…

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Sphérule, une micrométéorite fondue de la collection Concordia
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Sphérule, une micrométéorite fondue de la collection Concordia. Elle a été collectée dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C). Les micrométéorites sont des poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes. Ce sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont eu lieu au…

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Sphérule, une micrométéorite fondue de la collection Concordia
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Poussières extraterrestres provenant de comètes ou d’astéroïdes, les micrométéorites tombent depuis toujours sur notre planète. Parmi elles, les sphérules, des micrométéorites qui ont totalement ou partiellement fondu à l’entrée atmosphérique. Le diamètre de la sphérule présentée ici est de 170 micromètres. On peut voir à sa surface des cristaux de magnétite, de couleur claire et sous forme d’arborescence (ou dendritique), qui se sont façonnées lors de la solidification de la micrométéorite…

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Poussière extraterrestre
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Plasma formé par un gaz à basse pression soumis à une décharge microonde dans un tube en verre. Les molécules neutres sont dissociées lors de l'impact avec les électrons libres. Cette image a été réalisée dans le cadre de la confirmation expérimentale de l’existence d’un nouvel effet isotopique (la modification d’une propriété d’une espèce chimique résultant d’un changement de sa composition isotopique). Ces résultats remettent en cause les règles élémentaires qui régissent la distribution des…

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Plasma formé par un gaz à basse pression soumis à une décharge microonde dans un tube en verre
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Base Concordia vue depuis la tour américaine, une tour scientifique de 45m de haut. Cette station de recherche franco-italienne permanente est installée au Dôme C, en Antarctique. Cette image a été réalisée dans le cadre d'un programme de recherche international, mené depuis près de 20 ans par des scientifiques du CNRS, de l’Université Paris-Saclay et du Museum national d’Histoire naturelle avec le soutien de l’Institut polaire français, a pour objectif de collecter et d'analyser des…

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Base Concordia, au Dôme C, sur le Plateau Antarctique
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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C), en 2016. La neige collectée sera fondue de retour à la base pour en extraire les micrométéorites. Ces poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont…

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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques
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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C), en 2016. La neige collectée sera fondue de retour à la base pour en extraire les micrométéorites. Ces poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont…

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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques
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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C), en 2016. La neige collectée sera fondue de retour à la base pour en extraire les micrométéorites. Ces poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont…

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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques
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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques, à proximité de la station franco-italienne Concordia (Dôme C), en 2016. La neige collectée sera fondue de retour à la base pour en extraire les micrométéorites. Ces poussières interplanétaires provenant de comètes ou d’astéroïdes sont des particules de quelques dixièmes à centièmes de millimètres qui ont traversé l’atmosphère et atteint la surface de la Terre. Pour collecter et analyser ces micrométéorites, six expéditions ont…

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Collecte de micrométéorites dans les régions centrales antarctiques
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"Candidatus Gloeomargarita lithophora", une nouvelle espèce de cyanobactérie mise en évidence dans des stromatolites recueillis dans un lac de cratère mexicain et cultivés en laboratoire. A l'intérieur, on distingue des inclusions de carbonates amorphes de calcium, magnésium, strontium et baryum. Cette cyanobactérie est capable de contrôler la formation de ces minéraux à l'intérieur de son organisme. Grâce à un mécanisme de biominéralisation encore inconnu, elle fabrique des nanoparticules de…

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"Candidatus Gloeomargarita lithophora", une nouvelle espèce de cyanobactérie mise en évidence dans d
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Mise en place et alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un spectromètre Raman dédié aux expérimentations en conditions extrêmes de pression et/ou température. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires denses, les propriétés…

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Mise en place et alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un spectromètre Raman dédié aux
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Fermeture d'une cellule à enclumes de diamant sur laquelle est positionné un échantillon. La plupart des chargements se font sous binoculaire, lorsque les échantillons sont manipulables sous air. Il est également possible d'employer des micromanipulateurs, ou de réaliser ces chargements sous boîte à gants, lorsque ces échantillons doivent être maintenus sous atmosphère inerte. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases…

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Fermeture d'une cellule à enclumes de diamant sur laquelle est positionné un échantillon. La plupart
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Positionnement d'un échantillon sur une des enclumes de diamant. La plupart des chargements se font sous loupe binoculaire, lorsque les échantillons sont manipulables sous air. Il est également possible d'employer des micromanipulateurs, ou de réaliser ces chargements sous boîte à gants, lorsque ces échantillons doivent être maintenus sous atmosphère inerte. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les…

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Positionnement d'un échantillon sur une des enclumes de diamant. La plupart des chargements se font
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Détail de l'optique d'un spectromètre Raman. Au 1er plan, une cellule à enclumes de diamant positionnée devant un objectif. Le faisceau laser de l'excitatrice arrive sur le côté gauche, puis est renvoyé dans l'objectif. Le signal Raman est rétrodiffusé, et analysé au moyen du spectromètre et d'une caméra CCD ultra-sensible (l'entrée du spectromètre est visible à l'arrière-plan). L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et…

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Détail de l'optique d'un spectromètre Raman. Au 1er plan, une cellule à enclumes de diamant position
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Acquisition et visualisation d'un spectre de diffusion Raman sur un échantillon à haute pression. En arrière-plan le spectromètre Raman. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et températures extrêmes, les phases denses. Les applications possibles sont pour la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires denses, les propriétés…

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Acquisition et visualisation d'un spectre de diffusion Raman sur un échantillon à haute pression. En
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Vue de détail du chargement d'une cellule à enclumes de diamant sous microscope. Cet outil fonctionne sur un principe d'enclumes opposées en diamant. Il permet d'atteindre des pressions statiques de plusieurs millions d'atmosphères, sur des échantillons qui ne font que quelques dizaines de micromètres. La transparence des diamants permet la réalisation de mesures in situ de nombreuses propriétés. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute…

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Vue de détail du chargement d'une cellule à enclumes de diamant sous microscope. Cet outil fonctionn
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Sources laser et optiques d'entrée du spectromètre Raman équipé d'une cellule à enclumes de diamant. Il est dédié aux expérimentations en conditions extrêmes de pression et/ou température. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires…

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Sources laser et optiques d'entrée du spectromètre Raman équipé d'une cellule à enclumes de diamant.
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Détail d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux faisceaux lasers IR sont focalisés au travers des fenêtres en diamant, sur un échantillon maintenu à haute pression. A l'arrière-plan, le télescope permettant de collecter la lumière émise par l'échantillon à haute température, pour faire une mesure de température par spectroradiométrie. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et…

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Détail d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux fais
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Mise en place et alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un spectromètre Raman dédié aux expérimentations en conditions extrêmes de pression et/ou température. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires denses, les propriétés…

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Mise en place et alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un spectromètre Raman dédié aux
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Préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB). Cet appareil est équipé de deux canons : un canon à électrons et un canon à ions Ga (gallium). La source d'électrons permet d'imager la surface de l'échantillon selon le même principe qu'un microscope électronique à balayage conventionnel. Le second canon émet un faisceau d'ions Ga dont il est possible de faire varier l'énergie et l'intensité. Le positionnement précis du faisceau d'ions rend possible la réalisation par érosion d'un…

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Préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB). Cet appareil est équipé de deux cano
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Alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux faisceaux lasers IR sont focalisés au travers des fenêtres en diamant, sur un échantillon maintenu à haute pression. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et haute température, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux…

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Alignement d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux
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Détail de l'optique d'un spectromètre Raman. Au 1er plan, une cellule à enclumes de diamant positionnée devant un objectif. Le faisceau laser de l'excitatrice arrive sur le côté gauche, puis est renvoyé dans l'objectif. Le signal Raman est rétrodiffusé, et analysé au moyen du spectromètre et d'une caméra CCD ultra-sensible (l'entrée du spectromètre est visible à l'arrière-plan). L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et…

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Détail de l'optique d'un spectromètre Raman. Au 1er plan, une cellule à enclumes de diamant position
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Vue d'ensemble du banc de chauffage laser infrarouge de l'IMPMC. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et haute température, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires denses, la haute température et le chauffage laser infrarouge.

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Vue d'ensemble du banc de chauffage laser infrarouge de l'IMPMC. L'objectif est d'étudier les transi
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Positionnement d'un échantillon sur une des enclumes de diamant. La plupart des chargements se font sous loupe binoculaire, lorsque les échantillons sont manipulables sous air. Il est également possible d'employer des micromanipulateurs, ou de réaliser ces chargements sous boîte à gants, lorsque ces échantillons doivent être maintenus sous atmosphère inerte. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les…

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Positionnement d'un échantillon sur une des enclumes de diamant. La plupart des chargements se font
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Préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB). Cet appareil est équipé de deux canons : un canon à électrons et un canon à ions Ga (gallium). La source d'électrons permet d'imager la surface de l'échantillon selon le même principe qu'un microscope électronique à balayage conventionnel. Le second canon émet un faisceau d'ions Ga dont il est possible de faire varier l'énergie et l'intensité. Le positionnement précis du faisceau d'ions rend possible la réalisation par érosion d'un…

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Préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB). Cet appareil est équipé de deux cano
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Chargement d'une cellule à enclumes de diamant sous microscope. Cet outil fonctionne sur un principe d'enclumes opposées en diamant. Il permet d'atteindre des pressions statiques de plusieurs millions d'atmosphères, sur des échantillons qui ne font que quelques dizaines de micromètres. La transparence des diamants permet la réalisation de mesures in situ de nombreuses propriétés. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les…

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Chargement d'une cellule à enclumes de diamant sous microscope. Cet outil fonctionne sur un principe
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Vue d'ensemble d'un spectromètre Raman équipé d'une cellule à enclumes de diamant. Il est dédié aux expérimentations en conditions extrêmes de pression et/ou température. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression, les phases denses. Les applications possibles concernent la géophysique expérimentale, les études des intérieurs planétaires, la synthèse de nouveaux matériaux, les études de systèmes moléculaires denses, les propriétés…

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Vue d'ensemble d'un spectromètre Raman équipé d'une cellule à enclumes de diamant. Il est dédié aux
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Détail d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux faisceaux lasers IR sont focalisés au travers des fenêtres en diamant, sur un échantillon maintenu à haute pression. A l'arrière-plan, le télescope permettant de collecter la lumière émise par l'échantillon à haute température, pour faire une mesure de température par spectroradiométrie. L'objectif est d'étudier les transitions structurales, le comportement de la matière à très haute pression et…

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Détail d'une cellule à enclumes de diamant sur un banc de chauffage laser infrarouge (IR). Deux fais
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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour des mesures électriques, avec les contacts d'or en forme de "doigts". Le graphène, à peine visible à cause du faible contraste d'optique, se situe sous les "doigts". Ce dispositif sera ensuite couvert d'un diélectrique pour fabriquer un transistor à effet de champ. La largeur de la partie fine d'un "doigt" est de 10 microns.

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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour des mesures électriques, avec les contacts
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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour des mesures électriques, avec les contacts d'or en forme de "doigts". Le graphène, à peine visible à cause du faible contraste d'optique, se situe au centre. Ce dispositif sera ensuite couvert d'un diélectrique pour fabriquer un transistor à effet de champ. La distance la plus longue séparant les doigts est de l'ordre de 100 microns.

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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour des mesures électriques, avec les contacts
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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour le collage anodique avec un substrat de verre, entre deux enclumes. Le collage anodique permet de faire adhérer des matériaux (ici le graphite) à un substrat de verre par force électrostatique. Le graphite étant lamellaire, le matériau massif est ensuite arraché pour laisser du graphène adhérer au substrat.

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Vue rapprochée d'un échantillon de graphène, préparé pour le collage anodique avec un substrat de ve
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Préparation d'un morceau de graphite massif pour insertion dans un appareil de collage anodique. Le collage anodique permet de faire adhérer des matériaux (ici le graphite) à un substrat de verre par force électrostatique. Le graphite étant lamellaire, le matériau massif est ensuite arraché pour laisser du graphène adhérer au substrat.

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Préparation d'un morceau de graphite massif pour insertion dans un appareil de collage anodique. Le

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