Croissance de graphène sur un substrat métallique

Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)

ORSAY CEDEX

Le C2N - Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies développe des recherches dans les domaines des matériaux, de la nanophotonique, de la nanoélectronique, des nano-bio-technologies et des microsystèmes, ainsi que dans ceux des nanotechnologies. Sur ces sujets, il traite les aspects fondamentaux et appliqués. Sa centrale de technologie est hébergée dans une salle blanche de 2 900 m², dédiée aux procédés de micro-nanofabrication, à la croissance, l'épitaxie et la caractérisation des matériaux.

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Insertion d'un échantillon massif sur la platine du microscope à doubles faisceaux Scios Thermo Fischer de la plateforme NANOTEM du C2N (Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies). NANOTEM est la plateforme de microscopie électronique de l'Equipex TEMPOS (Transmission Electron Microscopy at Palaiseau, Orsay et Saclay). Elle regroupe deux microscopes de dernière génération : Scios, un microscope à doubles faisceaux (ionique et électronique) dédié à la préparation d'échantillons ultra-minces…

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Insertion d'un échantillon massif sur la platine du microscope Scios Thermo Fischer
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Mise en place d'un échantillon dans le porte-objet double-tilt du microscope électronique en transmission Titan Themis Thermo Fischer de la plateforme NANOTEM du C2N (Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies). NANOTEM est la plateforme de microscopie électronique de l'Equipex TEMPOS (Transmission Electron Microscopy at Palaiseau, Orsay et Saclay). Elle regroupe deux microscopes de dernière génération : Scios, un microscope à doubles faisceaux (ionique et électronique) dédié à la…

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Échantillon mis en place dans le porte-objet d'un microscope électronique en transmission
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Observation d'un échantillon en microscopie électronique en transmission en mode balayage (STEM) sur le microscope Titan Themis Thermo Fischer de la plateforme NANOTEM du C2N (Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies). NANOTEM est la plateforme de microscopie électronique de l'Equipex TEMPOS (Transmission Electron Microscopy at Palaiseau, Orsay et Saclay). Elle regroupe deux microscopes de dernière génération : Scios, un microscope à doubles faisceaux (ionique et électronique) dédié à la…

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Observation d'un échantillon en microscopie électronique en transmission en mode balayage
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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Cet équipement réalisé en interne permet la croissance des matériaux IV-IV et III-V sur des substrats (wafers) de 4 pouces et 8 pouces. Cette installation est composée de 4 différentes chambres : un sas d'introduction pouvant contenir 5 wafers (de 4" ou 8 ''), deux chambres de croissance CBE et une chambre utilisée pour les caractérisations in…

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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser : doublets de lentilles de grand diamètre pour la correction des aberrations et adaptées aux fortes puissances (200 millijoules émis en 25 nanosecondes) ; fly-eye homogeneizer pour obtenir moins d'1% de variation d’énergie sur un spot de 2 mm x 2 mm. Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser
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Intérieur de la chambre de croissance CBE (Chemical Beam Epitaxy : épitaxie par faisceaux chimiques) dédiée à la croissance des matériaux III-V par des précurseurs organométalliques. Elle est située dans le cluster-tool de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). C'est un équipement réalisé en interne pour la croissance des matériaux IV-IV et III-V sur des substrats (wafers) de 4 pouces et 8 pouces. PlatefOrme Élaboration des Matériaux (POEM) du C2N.

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Intérieur de la chambre de croissance CBE dédiée à la croissance des matériaux III-V
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Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser : doublets de lentilles de grand diamètre pour la correction des aberrations et adaptées aux fortes puissances (200 millijoules émis en 25 nanosecondes) ; fly-eye homogeneizer pour obtenir moins d'1% de variation d’énergie sur un spot de 2 mm x 2 mm. Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser
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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Cet équipement réalisé en interne permet la croissance des matériaux IV-IV et III-V sur des substrats (wafers) de 4 pouces et 8 pouces. Cette installation est composée de 4 différentes chambres : un sas d'introduction pouvant contenir 5 wafers (de 4" ou 8 ''), deux chambres de croissance CBE et une chambre utilisée pour les caractérisations in…

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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Analyses spectroscopiques de la photoluminescence et de l'électroluminescence d'une diode électroluminescente à nanofils de nitrure de gallium-indium/nitrure de gallium (InGaN/GaN). L'analyse de la réponse spectrale de l'échantillon donne des informations sur sa structure et sa composition. La réalisation de ces diodes électroluminescentes à nanofils répondent à un double objectif : améliorer leur rendement et réaliser des dispositifs mécaniquement souples.

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Analyses spectroscopiques d'une diode électroluminescente
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Étude des effets d'une transition de phase très rapide lors d'une interaction laser-surface. Le matériau de choix est le silicium (cristal parfait, applications potentielles) ainsi que le germanium et les alliages de la colonne IV. Le chercheur optimise le réglage optique pour homogénéiser l’énergie du faisceau laser à moins de 1% de variation d’énergie sur un spot de 2 mm x 2 mm. Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Étude des effets d'une transition de phase très rapide lors d'une interaction laser-surface
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Cryostat dans lequel un dispositif de pompage optique dans un système polaritonique inter-sous-bande est inséré et refroidi à une température cryogénique de 78 kelvins (-195 °C ). Les polaritons inter-sous-bande sont des quasi-particules issues du régime de couplage fort entre le mode optique résonant d'une micro-cavité et la transition électronique entre les états confinés de la bande de conduction d'un puits quantique à semi-conducteurs. Ces travaux se font dans la gamme spectrale du moyen…

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Cryostat dans lequel est inséré un dispositif de pompage optique
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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Cet équipement réalisé en interne permet la croissance des matériaux IV-IV et III-V sur des substrats (wafers) de 4 pouces et 8 pouces. Cette installation est composée de 4 différentes chambres : un sas d'introduction pouvant contenir 5 wafers (de 4" ou 8 ''), deux chambres de croissance CBE et une chambre utilisée pour les caractérisations in…

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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Chercheur optimisant la collection du signal en sortie d'un dispositif de pompage optique dans un système polaritonique inter-sous-bande. Les polaritons inter-sous-bande sont des quasi-particules issues du régime de couplage fort entre le mode optique résonant d'une micro-cavité et la transition électronique entre les états confinés de la bande de conduction d'un puits quantique à semi-conducteurs. Ces travaux se font dans la gamme spectrale du moyen infrarouge et visent des applications en…

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Chercheur optimisant la collection du signal en sortie d'un dispositif de pompage optique
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Étude des effets d'une transition de phase très rapide lors d'une interaction laser-surface. Le matériau de choix est le silicium (cristal parfait, applications potentielles) ainsi que le germanium et les alliages de la colonne IV. Le chercheur optimise le réglage optique pour homogénéiser l’énergie du faisceau laser à moins de 1% de variation d’énergie sur un spot de 2 mm x 2 mm.

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Étude des effets d'une transition de phase très rapide lors d'une interaction laser-surface
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Différentes optiques servant à guider la lumière de pompe vers un dispositif polaritonique inséré dans un cryostat. La lumière émise par le dispositif étudié est envoyée dans l'orifice d'entrée d'un spectromètre à transformée de Fourier permettant son analyse spectrale. Il s'agit d'une expérience de pompage optique dans un système polaritonique inter-sous-bande. Les polaritons inter-sous-bande sont des quasi-particules issues du régime de couplage fort entre le mode optique résonant d'une micro…

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Différentes optiques servant à guider la lumière de pompe vers un dispositif polaritonique
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Chambre de caractérisation in situ du cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Elle comprend un spectromètre électronique, un canon à électrons focalisé pour la microscopie électronique à balayage et la microscopie Auger, et une source de rayons X permettant de réaliser des mesures de spectroscopie de photoélectrons (XPS) résolue en angle. Le cluster-tool CBE est un équipement…

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Chambre de caractérisation in situ du cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Chercheurs alignant les différentes optiques servant à guider la lumière de pompe vers un système polaritonique. Il s'agit d'une expérience de pompage optique dans un système polaritonique inter-sous-bande. Les polaritons inter-sous-bande sont des quasi-particules issues du régime de couplage fort entre le mode optique résonant d'une micro-cavité et la transition électronique entre les états confinés de la bande de conduction d'un puits quantique à semi-conducteurs. Ces travaux se font dans la…

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Chercheurs alignant les optiques guidant la lumière de pompe vers un système polaritonique
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Un wafer de 4’’ est introduit dans la chambre à ultravide (pression de travail de 10-9 mbar) et déplacé en 3 dimensions (x, y et z). Un échantillon est simplement posé sur ce support (pour, entre autres, éviter les contaminations pendant le dopage dues à la graisse à vide, résines collantes, etc.). Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Un wafer de 4’’ est introduit dans la chambre à ultravide
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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Cet équipement réalisé en interne permet la croissance des matériaux IV-IV et III-V sur des substrats (wafers) de 4 pouces et 8 pouces. Cette installation est composée de 4 différentes chambres : un sas d'introduction pouvant contenir 5 wafers (de 4" ou 8 ''), deux chambres de croissance CBE et une chambre utilisée pour les caractérisations in…

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Cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Open media modal

Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser : doublets de lentilles de grand diamètre pour la correction des aberrations et adaptées aux fortes puissances (200 millijoules émis en 25 nanosecondes) ; fly-eye homogeneizer pour obtenir moins d'1% de variation d’énergie sur un spot de 2 mm x 2 mm. Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Montage optique pour l’homogénéisation du faisceau laser
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Chambre de caractérisation in situ du cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques (CBE : Chemical Beam Epitaxy) de l'équipe HETERNA du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N). Elle comprend un spectromètre électronique, un canon à électrons focalisé pour la microscopie électronique à balayage et la microscopie Auger, et une source de rayons X permettant de réaliser des mesures de spectroscopie de photoélectrons (XPS) résolue en angle. Le cluster-tool CBE est un équipement…

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Chambre de caractérisation in situ du cluster-tool d'épitaxie par faisceaux chimiques
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Chercheur optimisant l'alignement des différentes optiques d'un dispositif de pompage optique dans un système polaritonique inter-sous-bande. Les polaritons inter-sous-bande sont des quasi-particules issues du régime de couplage fort entre le mode optique résonant d'une micro-cavité et la transition électronique entre les états confinés de la bande de conduction d'un puits quantique à semi-conducteurs. L'étude de ces systèmes vise à démontrer des effets de diffusion stimulée qui permettront par…

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Chercheur optimisant l'alignement des différentes optiques d'un dispositif de pompage optique
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Un wafer de 4’’ est introduit dans la chambre à ultravide (pression de travail de 10-9 mbar) et déplacé en 3 dimensions (x, y et z). Un échantillon est simplement posé sur ce support (pour, entre autres, éviter les contaminations pendant le dopage dues à la graisse à vide, résines collantes, etc.). Cette étude est réalisée dans le cadre du dopage laser (GILD : Gaz immersion laser doping).

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Un wafer de 4’’ est introduit dans la chambre à ultravide
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Mesure de la caractéristique courant-tension d'une cellule photovoltaïque en arséniure de gallium (GaAs). Elle est placée au sein d'un banc de mesure optoélectronique permettant sa caractérisation. La versatilité de cette expérience est grande car elle permet des mesures de réflexion, de transmission, d'absorption, des mesures de courant-tension dans le noir et sous un soleil, ainsi que des mesures de rendement quantique externe d’une grande résolution spectrale.

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Mesure de la caractéristique courant-tension d'une cellule photovoltaïque
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Équipement de cathodoluminescence résolue en temps. Un faisceau d’électrons est utilisé pour exciter un matériau avec une résolution de quelques nanomètres. La lumière émise par la désexcitation des porteurs de charges peut être analysée spectralement et temporellement. Cette expérience permet notamment d’explorer les propriétés de matériaux semiconducteurs utilisés dans les dispositifs optoélectroniques, en particulier les cellules solaires, les sources LED, les lasers.

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Équipement de cathodoluminescence résolue en temps
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Pose des sondes de mesures électriques, au sein d'un banc de mesure optoélectronique permettant la caractérisation de cellules photovoltaïques en arséniure de gallium (GaAs). La versatilité de cette expérience est grande car elle permet des mesures de réflexion, de transmission, d'absorption, des mesures de courant-tension dans le noir et sous un soleil, ainsi que des mesures de rendement quantique externe d’une grande résolution spectrale.

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Pose des sondes de mesures électriques, au sein d'un banc de mesure optoélectronique
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Bâti d'épitaxie par jets moléculaires (MBE: Molecular Beam Epitaxy). Cette technique permet de réaliser sous ultravide des couches minces épitaxiées sur des monocristaux. Cet équipement est constitué de plusieurs enceintes ultravides et d'une chambre de croissance pour laquelle le pompage a été particulièrement soigné. Il est dédié à l'élaboration d'hétérostructures à base de semiconducteurs III-V avec des propriétés électroniques performantes en termes de densité et de mobilité électronique…

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Bâti d'épitaxie par jets moléculaires
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Installation d’un échantillon contenant des cellules photovoltaïques en arséniure de gallium (GaAs), sur un banc de mesure optoélectronique pour la caractérisation de cellules photovoltaïques. La versatilité de cette expérience est grande car elle permet des mesures de réflexion, de transmission, d'absorption, des mesures de courant-tension dans le noir et sous un soleil, ainsi que des mesures de rendement quantique externe d’une grande résolution spectrale.

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Installation d’un échantillon contenant des cellules photovoltaïques en arséniure de gallium
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Open media modal

Installation d’un échantillon dans un équipement de cathodoluminescence résolue en temps. Un faisceau d’électrons est utilisé pour exciter un matériau avec une résolution de quelques nanomètres. La lumière émise par la désexcitation des porteurs de charges peut être analysée spectralement et temporellement. Cette expérience permet notamment d’explorer les propriétés de matériaux semiconducteurs utilisés dans les dispositifs optoélectroniques, en particulier les cellules solaires, les sources…

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Installation d’un échantillon dans un équipement de cathodoluminescence résolue en temps
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Spectroscopie Raman d'une couche mince de graphène (532 nm) réalisée par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). L'objectif est de réaliser des matériaux pour des applications dans le domaine de la nanoélectronique, la photonique, la détection, la microfluidique, l’électrochimie, la nanofabrication (MEMS, NEMS) PlatefOrme Élaboration des Matériaux (POEM) du C2N.

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Spectroscopie Raman d'une couche mince de graphène réalisée par dépôt chimique en phase vapeur
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Transfert d'un échantillon dans un bâti d'épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma (PA-MBE : Plasma-assisted molecular beam epitaxy). La technique d'épitaxie par jets moléculaires permet de réaliser des couches minces et des nanostructures épitaxiées sur des substrats monocristallins. Ce réacteur est dédié à l'élaboration de Nanofils III-Nitrures. PlatefOrme Élaboration des Matériaux (POEM) du C2N.

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Transfert d'un échantillon dans un bâti d'épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma
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Capillaires connectés à une puce microfluidique multi-électrodes fabriquée en verre / PDMS (Polydiméthylsiloxane). Ils permettent de faire circuler l’échantillon biologique à doser dont le seuil de détection est infime : attomolaire. Cette puce est développée au Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N) pour la quantification par voie électrochimique d’un microARN spécifique du cancer du foie (miR 122). Ces recherches sont réalisées en collaboration avec des experts dans les domaines…

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Capillaires connectés à une puce microfluidique multi-électrodes
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Interface utilisateur haptique permettant de donner une rétroaction de force à l'utilisateur pendant le fonctionnement d'un nageur microrobotique sur puce microfluidique. Ce microrobot a été développé pour participer au concours international de microrobotique mobile à Singapour en 2017, qu'il a remporté. L'objectif de ce système est de manipuler et détecter des objets physiques, notamment des cellules biologiques, à l'intérieur d'un environnement microfluidique contrôlé.

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Interface utilisateur haptique permettant de donner une rétroaction de force à l'utilisateur

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.