Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)

TOULOUSE CEDEX 4

http://www.cemes.fr/

Le CEMES est un laboratoire de recherche fondamentale en physique du solide, nanosciences, chimie moléculaire et science des matériaux. Ses activités couvrent un large spectre allant de la synthèse de (nano)matériaux et de systèmes moléculaires jusqu’à l’étude et la modélisation de leurs structures et de leurs propriétés physiques (optique, mécanique, électronique et magnétique) et leur intégration dans des dispositifs.

Chercheur entrant dans une salle propre du bâtiment Pico-Lab du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Une salle propre ou salle blanche est un espace dans lequel la quantité de poussières est limitée grâce à un système de filtration de l'air, de régulation du taux d'humidité et de la température. Cet espace garantit entre 10 000 et 100 particules de moins de 100 nm par m3 d'air. Le bâtiment Pico-Lab comprend en tout 600 m² de salles propres dédiées aux procédés de…

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Transfert d'un échantillon (molécules sur substrat isolant) sur un microscope à force atomique (AFM) sous ultravide. Ce microscope est intégré à l'usine sous ultravide (DUF) installée dans une salle blanche du bâtiment Pico-Lab au CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales), consacré aux picotechnologies. Cette usine sous ultravide comprend un tunnel de transfert et cinq postes de travail, pour la préparation et l'analyse de dispositifs à base de molécule unique sous…

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Montage sur porte-objet d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique, sous une loupe binoculaire. Cet échantillon sera ensuite analysé dans le microscope électronique en transmission I2TEM (In situ interferometry transmission electron microscope) du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Il s'agit d'un microscope cohérent à émission de champ froide, unique car dédié à l'interférométrie électronique, la microscopie de Lorentz et les expériences in situ…

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Alain Claverie, directeur du CEMES évoque l'histoire de ce laboratoire qui a été créé à la fin des années 1950. D'abord dénommé LOE (laboratoire d'optique électronique) puis CEMES à la fin des années 1980. Il est mondialement reconnu dans les années 2000 grâce à trois domaines de recherche : les matériaux, les nanomatériaux et les nanosciences. Le 18 juin 2013, le laboratoire a inauguré officiellement l ' instrument I2TEM (In situ Interferometry Transmission Electron Microscope), microscope…

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Alain Claverie, directeur du CEMES et les chercheurs David Martrou et Christian Joachim nous présentent PicoLab, bâtiment totalement rénové qui rassemble pour la première fois l'ensemble des équipements et des compétences nécessaires aux picotechnologies (à une échelle du millième du nanomètre). Ce nouvel équipement permettra la conception, la construction et les nano-communications avec une molécule-machine et les circuits électroniques fabriqués atome par atome. Il accueillera, en particulier…

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Les molécules de cristaux liquides cholestériques s'assemblent pour former des structures hélicoïdales qui réfléchissent sélectivement la lumière en fonction du pas de l'hélice. Très courants dans la nature, ils sont aussi largement utilisés dans l ' industrie (pour la fabrication de détecteur thermique ou dans la cosmétique). Une équipe du Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales de Toulouse (CEMES) dirigée par Michel Mitov vient de leur trouver une nouvelle utilisation. Les…

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A partir d'images de science issues du fonds de la Photothèque du CNRS Images sont tracés vingt portraits singuliers, poétiques et inattendus de scientifiques pris dans la complexité de leur passion, la recherche : - Le chercheur devenu artiste (Coupe transverse de hêtre en microscopie optique de Bruno Clair LMGC) - La rencontre (Discosphaera…

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La "boule" du Cemes construite en 1958 à l'initiative de Gaston Dupouy, abritait un microscope électronique de 1 MeV. Ce microscope était le plus puissant à l'époque. Son générateur occupe toujours la partie supérieure de la "boule".

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Détail de l'usine sous ultravide (appelée DUF) : tunnel pour le transfert d'échantillons entre 5 chambres de travail UHV (Ultra-High Vacuum). Ce dispositif est utilisé pour la préparation et l'analyse d'échantillons sous ultravide.

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Le SACTEM-Toulouse (Spherical Aberration Corrected Transmission Electron Microscope), microscope électronique en transmission de résolution 1,2 ångström. Ce microscope permet diverses études au service d'une multitude de thématiques sur les matériaux.

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Image du cryostat du microscope à effet tunnel permettant d'atteindre une température limite de 4,5 kelvin. Ce microscope est dédié à l'observation de molécules isolées déposées sur des surfaces métalliques.

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La micro salle blanche ultravide : cet équipement permet de réaliser un dispositif de mesures des propriétés électroniques d'une molécule unique.

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Vue d'ensemble de l'usine sous ultravide (appelée DUF) comprenant un tunnel de transfert et 5 postes de travail pour la préparation et l'analyse d'échantillons sous ultravide.

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Synthèse sous rampe à vide de produits sensibles à l'oxygène.

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Image calculée d'une molécule de "lander" (C90H98) déposée sur une surface métallique, vue par un microscope à effet tunnel. L'échelle de couleur de bas vers le haut varie du bleu vers le rouge. Les bosses correspondent aux "pieds" de la molécule. Cette molécule a été conçue pour la mesure de la conductance intramoléculaire. Image générée par programme informatique Data explorer.

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Un bâti de microscopie à effet tunnel en ultra vide.

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Tête de microscope à effet tunnel et à force atomique (Omicron) dans l'ultra haut vide, servant aux études de surface.

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Tête de microscope à effet tunnel et à force atomique (Omicron) dans l'ultra haut vide, servant aux études de surface.

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Image d'une molécule "double lander" (C178H186) connectée à une marche sur une surface métallique. L'échelle de couleur de bas vers le haut varie du bleu vers le rouge. Les bosses correspondent aux "pieds" de la molécule. Cette molécule a été conçue pour la mesure de la conductance intramoléculaire. Image générée par programme informatique Data explorer.

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Préparation de molécules pour l'électronique moléculaire.

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Image calculée d'une molécule de "lander" (C90H98) déposée sur une surface métallique, vue par un microscope à effet tunnel, en perspective. L'échelle de couleur de bas vers le haut varie du bleu vers le rouge. Les bosses correspondent aux "pieds" de la molécule. Cette molécule a été conçue pour la mesure de la conductance intramoléculaire. Image générée par programme informatique Data explorer.

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Image de microscopie à effet tunnel de Landers moléculaires déposés sur une surface de cuivre (molécules adsorbées).

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Tête de microscope à effet tunnel et à force atomique (Omicron) dans l'ultra haut vide, servant aux études de surface.

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Manipulations sur un bâti de microscopie à effet tunnel en ultra vide.

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Image calculée d'une molécule de "lander" (C90H98) sur une surface métallique et connectée à une marche. L'échelle de couleur de bas vers le haut varie du bleu vers le rouge. Les bosses correspondent aux "pieds" de la molécule. Cette molécule a été conçue pour la mesure de la conductance intramoléculaire. Image générée par programme informatique Data explorer.

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Molécule "lander" (C90H98) déplacée par une pointe de microscope à effet tunnel vers une marche sur une surface métallique. Image générée par programme informatique VMD (Visualisation de molécules et dynamique). Ces travaux ont pour objectif la mesure de la conductance intramoléculaire.

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Tête de microscope à effet tunnel et à force atomique (Omicron) dans l'ultra haut vide, servant aux études de surface.

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Image calculée d'une molécule de porphyrine (Cu-TBPP), vue par un microscope à effet tunnel. Le vert indique les parties basses et le violet, les parties hautes. Cette molécule est adaptée pour la manipulation par microscope à sonde locale (STM, AFM). Image générée par programme informatique Data explorer.

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Molécule "lander" (C90H98) en représentation CPK (sphère), les atomes de carbone sont en bleu et les atomes d'hydrogène en ocre. Cette molécule a été conçue pour la mesure de la conductance intramoléculaire. Image générée par programme informatique VMD (Visualisation de molécules et dynamique).

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Préparation par chauffage d'un échantillon dans l'ultra haut vide pour étude par microscopie à force atomique.

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"Peignage" de nanotubes de carbone sur un circuit pour la fabrication de nano-composants électroniques.

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Réunion de travail.

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Un bâti de microscopie à effet tunnel en ultra vide.

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Un bâti de microscopie à effet tunnel en ultra vide.

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Synthèse de "landers", nouvelles molécules nées de l'optimisation de la structure intra-moléculaire des fils moléculaires, pour des études par STM (microscopie à effet tunnel).

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Tête de microscope à effet tunnel et à force atomique (Omicron) dans l'ultra haut vide, servant aux études de surface.

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Solutions de "landers" fluorescents, nouvelles molécules nées de l'optimisation de la structure intra-moléculaire des fils moléculaires, pour des études par STM (microscopie à effet tunnel).

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Préparation par chauffage d'un échantillon dans l'ultra haut vide pour étude par microscopie à force atomique.

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Synthèse sous rampe à vide de produits sensible à l'oxygène.

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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.