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

Un bâti de microscopie à effet tunnel en ultra vide.

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

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

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.

Préparation de molécules pour l'électronique moléculaire.

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.

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

Modèle imprimé en 3D de la voiture nanométrique "Green Buggy" synthétisée par le Toulouse NanoMobile Club, l'équipe française du CNRS. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet…

Lignes de champs magnétiques dans des nanoparticules de FeNi (Fer et Nickel) déterminées par holographie électronique. Les lignes de champs en cercles concentriques correspondent au vortex magnétique qui s'est formé dans la particule centrale de 70 nm de diamètre. En dessous de cette taille, les particules deviennent monodomaines, et bien au-dessus, les particules retrouvent la structuration classique en domaines multiples. Les couleurs indiquent l'orientation locale du champ. Largeur de l…

Christian Joachim, directeur de recherche au CNRS manipule une pastille d'or pur de 1 cm de diamètre, dont la surface après préparation va accueillir la première course de molécule-voitures (NanoCar Race) en avril 2017. Cette manipulation est réalisée en salle blanche pour éviter tout dépôt de poussière. La pastille d'or pur est ensuite introduite dans la chambre ultravide du microscope à effet tunnel à 4 pointes puis recuite plusieurs fois à 450°C en alternant avec un bombardement d'ion Argon …

Transistor moléculaire hybride, obtenu en déposant par peignage moléculaire un nanotube de carbone sur un circuit à 4 électrodes séparées par 100 nm. L'objectif de cette recherche est de réaliser des nano-composants électroniques utilisant un seul nanotube de carbone.

Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des…

Un nanoSQUID (Superconducting Quantum Interference Device), outil détectant les flux magnétiques qui le traversent à l'échelle nanométrique ; vue d'artiste représentant des ensembles de dispositifs type nano-SQUID disposés en parallèle, tels qu'ils pourraient l'être dans un processeur d'un ordinateur quantique.

Reconstitution de l'image d'une molécule organique : la phtalocyanine, déposée sur une surface, telle qu'elle pourrait être vue au microscope à effet tunnel.

Le dépassement du seuil de réflexion des cholestériques résulte de la mise en mémoire du sens de l'hélicité par ce réseau périodique de fibrilles de polymère formé dans le volume même du cristal liquide (échelle 1 micromètre). Les cristaux liquides cholestériques, capables de réfléchir la lumière ambiante sont très présents dans la nature et sont utilisés dans les logos dont la couleur change avec la température (thermomètres frontaux) ou l'angle d'observation (billets de banque). Cependant,…

Texture en éventails et à coniques focales d'un cristal liquide smectique C chiral, état intermédiaire entre le liquide et le solide, au cours de la fusion du cristal. L'ordre des couches parallèles de molécules du cristal liquide disparait partiellement.

"Dipolar Racer" de l'équipe américano-autrichienne American-Austrian NanoPrix des laboratoires Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology - Rice University (Houston, USA) et Institute für Chemie - Graz Universität (Graz, Austria), "Green Buggy", synthétisée par le Toulouse NanoMobile Club, l'équipe française du CNRS et "NIMS-MANA car", de l'équipe japonaise NIMS-MANA synthétisée par l’international Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science …

"Dipolar Racer", voiture nanométrique de l'équipe américano-autrichienne American-Austrian NanoPrix des laboratoires Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology - Rice University (Houston, USA) et Institute für Chemie - Graz Universität (Graz, Austria), pour la NanoCar Race. Cette première course internationale de molécules-voitures a lieu à Toulouse en avril 2017. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant…

Nanoparticules d'or organisées en doubles spirales et représentation schématique de la structure hélicoïdale de la phase cholestérique constituée de molécules-bâtonnets. Image colorisée de microscopie électronique à balayage. L'association de nanoparticules d'or à un cristal liquide cholestérique permet de les organiser en réseaux périodiques pour obtenir de nouveaux comportements. Grâce à la structure régulière des cristaux liquides, il a été possible de diriger de façon simple et économique l…

Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des…

Composites à matrice polymère (PPS = polysulfure de phénylène) avec fibres de carbone. Sphérolites dans du PPS obtenues en lumière polarisée (G x 270).

Un nanoSQUID (Superconducting Quantum Interference Device), outil détectant les flux magnétiques qui le traversent à l'échelle nanométrique ; vue d'artiste représentant des ensembles de dispositifs type nano-SQUID disposés en parallèle, tels qu'ils pourraient l'être dans un processeur d'un ordinateur quantique.

Image STM de camions moléculaires à 8 pieds garés le long de marches mono-atomiques à la surface du cuivre. Ces molécules sont destinées à des études de surface par microscopie à effet tunnel (STM). Elles sont constituées d'un châssis central rigide (la partie active de la molécule) et de 4 à 8 pieds (ou roues) qui séparent ce châssis de la surface afin de conserver ses propriétés et de faciliter le déplacement de la molécule.

Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des…

"Windmill", voiture nanométrique de l'équipe allemande (Nano-windmill company) synthétisée par l’ Institut de Sciences des matériaux et Centre de Biomatériaux Max Bergmann, Université technique de Dresde pour la NanoCar Race. Cette première course internationale de molécules-voitures a lieu à Toulouse en avril 2017. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit…

Nanotube de carbone de diamètre 1,4 nm déposé par peignage moléculaire entre deux électrodes séparées de 20 nm. Cette image a été réalisée dans le cadre d'une étude qui vise à mesurer les propriétés électroniques d'un nanotube individuel.

Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des…

Image par microscopie à effet tunnel d'une surface de graphite bombardée par des ions et présentant des défauts dans le réseau (taches étendues) provoqués par l'impact de ces ions dans le matériau. La distance ientre deux atomes de carbone est de 2,46 angström.

Simulation de la manipulation de deux roues moléculaires solidaires poussées par une pointe d'un microscope à effet tunnel.

Gwénaël Rapenne, chef d'équipe et designer de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse qui participe à la NanoCar Race 2017, la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le…

"Green Buggy", voiture nanométrique synthétisée par le Toulouse NanoMobile Club, l'équipe française du CNRS, à l'occasion de la NanoCar Race 2017, la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est…

Image enregistrée par un microscope à force atomique (AFM) représentant le nanoSQUID (Superconducting Quantum Interference Device, outil détectant les flux magnétiques qui le traversent à l'échelle nanométrique). On y voit la boucle supraconductrice en aluminium et palladium déposés par nanolithographie sur un nanotube de carbone monoparoi unique, et recouvrant ce dernier en trois endroits. Les deux portions découvertes du nanotube constituent des jonctions dites "Josephson", qui sont les…

Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars. La NanoCar Race 2017 est la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des…

Texture en éventails et à coniques focales d'un cristal liquide smectique C chiral, état intermédiaire entre le liquide et le solide, au cours de la fusion du cristal. L'ordre des couches parallèles de molécules du cristal liquide disparait partiellement.

Reconstitution de l'image d'une molécule organique : la phtalocyanine, déposée sur une surface, telle qu'elle pourrait être vue au microscope à effet tunnel.

Représentation d'un fragment de fullerène terminé par un pentagone et équipé de cinq groupements tert-butyl. Cette molécule de symétrie 5 présente un comportement d'auto-assemblage particulier lorsqu'elle est déposée sur une surface de symétrie 3. Le fullerène est formé de 60 atomes de carbone disposés en 20 hexagones et 12 pentagones à la surface d'une sphère dont le diamètre est d'environ 1 nanomètre.

Modèle d'un nanocamion moléculaire. Ces molécules sont destinées à des études de surface par microscopie à effet tunnel (STM). Elles sont constituées d'un châssis central rigide (la partie active de la molécule) et de 4 à 8 pieds (ou roues) qui séparent ce châssis de la surface afin de conserver ses propriétés et de faciliter le déplacement de la molécule.

Détail sur un écran de contrôle pour la NanoCar Race 2017, la première course internationale de molécules-voitures. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit composé d'atomes d'or. Un ensemble de microscopes à effet tunnel permet de suivre la course. Cet évènement est organisé afin de montrer le degré de contrôle des molécule-machines atteint aujourd'hui en…

"NIMS-MANA car", voiture nanométrique de l'équipe japonaise NIMS-MANA synthétisée par l’international Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science (Tsukuba, Japon) pour la NanoCar Race. Cette première course internationale de molécules-voitures a lieu à Toulouse en avril 2017. Ces nanovoitures de quelques nanomètres de longueur sont propulsées par de petites impulsions d’un courant électronique passant au travers de la molécule-voiture, sur un circuit…