Institut des NanoSciences de Paris (INSP)

Capteur infrarouge à base de nanocristaux contenant un résonateur optique. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semiconducteurs de taille nanométrique, dont les propriétés diffèrent drastiquement de celles d’un matériau massif. Les nanomatériaux comme le séléniure de cadmium ont ainsi la capacité de changer de couleur lorsqu’on modifie leur taille. Des scientifiques cherchent à étendre ce concept d’émission de lumière visible à la détection de lumière infrarouge, afin de développer…

Manipulation d'un cryostat afin de caractériser un composant infrarouge. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semiconducteurs de taille nanométrique, dont les propriétés diffèrent drastiquement de celles d’un matériau massif. Les nanomatériaux comme le séléniure de cadmium ont ainsi la capacité de changer de couleur lorsqu’on modifie leur taille. Des scientifiques cherchent à étendre ce concept d’émission de lumière visible à la détection de lumière infrarouge, pour développer des…

Emrick Briand, médaille de cristal du CNRS 2019. Ingénieur de recherche spécialisé en analyse microstructurale des matériaux à l’Institut des nanosciences de Paris et responsable de la plateforme SAFIR.

Pipettes plastiques contenant des solutions de nanocristaux de différentes couleurs sous éclairement ultraviolet. La solution bleue contient des particules d’une taille d’environ 2 nm, tandis que la rouge contient des particules d’environ 6 nm. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semi-conducteurs de taille nanométrique, produits grâce une technique de croissance cristalline qui permet de contrôler la taille des particules au nanomètre. Leurs propriétés diffèrent drastiquement de…

Lames de verre recouvertes de solutions de nanocristaux de différentes couleurs sous éclairement ultraviolet. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semi-conducteurs de taille nanométrique, produits grâce une technique de croissance cristalline qui permet de contrôler la taille des particules au nanomètre. Leurs propriétés diffèrent drastiquement de celles d’un matériau massif. Il est notamment possible d’ajuster la couleur d’un nanomatériau comme le séléniure de cadmium en ajustant…

Tubes de plexiglass recouverts de solutions de nanocristaux de différentes couleurs sous éclairement ultraviolet. Le tube bleu est recouvert de particules d’une taille d’environ 2 nm, tandis que le rouge est recouvert de particules plus grosses d’environ 6 nm. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semi-conducteurs de taille nanométrique, produits grâce une technique de croissance cristalline qui permet de contrôler la taille des particules au nanomètre. Leurs propriétés diffèrent…

Solutions de nanocristaux de différentes couleurs sous éclairement ultraviolet. Les nanocristaux sont une nouvelle génération de semi-conducteurs de taille nanométrique, produits grâce une technique de croissance cristalline qui permet de contrôler la taille des particules au nanomètre. Leurs propriétés diffèrent drastiquement de celles d’un matériau massif. Il est notamment possible d’ajuster la couleur d’un nanomatériau comme le séléniure de cadmium en ajustant sa taille : plus la particule…

Echantillon de silicium chauffé à 800°C dans un bâti ultravide. Ce bâti permet de préparer des échantillons à des pressions de 3x10 (exposant -10) Torr. Lorsqu'il est chauffé à très haute température, le silicium réorganise et ordonne ses atomes de surface. Cette surface de silicium, dite "reconstruite", devient nanostructurée et très réactive. Il s'agit ici du Si(100) reconstruit 2x1. Sur cette surface, les chercheurs déposent ensuite des molécules dérivées du benzène possédant des propriétés…

Tête de mesure d'un microscope à force atomique (AFM) capable de repérer et caractériser des nanoparticules d'or d'une dizaine de nanomètres de diamètre déposées sur un substrat de silicium. Le chercheur est en train de changer la pointe de l'AFM. La qualité de cette pointe conditionne la finesse des détails qui peuvent être observés.

Bâti ultravide destiné à caractériser puis contrôler le greffage moléculaire sur silicium. Des molécules dérivées du benzène possédant des propriétés conductrices sont introduites dans le bâti et s'adsorbent sur la surface de silicium rendue très réactive par chauffage à très haute température (1 100°C). Le bâti est conçu pour maintenir une pression de l'ordre de 3x10 (exposant -10) torr. Il est notamment équipé d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier, capable d'identifier la…

Prototype de biocapteur basé sur la combinaison de silicium photoluminescent et de nanoparticules d'or. Le silicium est excité par une lampe UV (lumière bleutée) et il émet un rayonnement de photoluminescence qui donne une coloration rougeâtre aux échantillons. Ce rayonnement est recueilli par une fibre optique visible en haut de la photo, puis analysé avec un spectromètre. L'objectif de ce prototype est de développer un biocapteur compact capable de détecter des protéines de manière sélective.

Tête de mesure d'un microscope à force atomique (AFM) capable de repérer et caractériser des nanoparticules d'or d'une dizaine de nanomètres de diamètre déposées sur un substrat de silicium. Le chercheur est en train de changer la pointe de l'AFM. La qualité de cette pointe conditionne la finesse des détails qui peuvent être observés.

Processus de synthèse de nanoparticules d'or par la méthode de Turkevich, 2 minutes environ après le démarrage de la réaction chimique. La solution commence à changer de couleur et prend une teinte grisâtre. Le bécher, posé sur une plaque chauffante, contenait initialement un chlorure d'or, c'est-à-dire de l'or sous forme ionique en solution aqueuse. Cette solution est incolore. L'ajout d'une petite quantité de citrate de sodium (incolore également) permet de réduire l'or et aboutit à la…

Processus de synthèse de nanoparticules d'or par la méthode de Turkevich, 3 minutes environ après le démarrage de la réaction chimique. La solution a changé de couleur et pris une teinte rosée. Le bécher, posé sur une plaque chauffante, contenait initialement un chlorure d'or, c'est-à-dire de l'or sous forme ionique en solution aqueuse. Cette solution est incolore. L'ajout d'une petite quantité de citrate de sodium (incolore également) permet de réduire l'or et aboutit à la formation de…

Trois bâtis ultravides destinés à caractériser puis contrôler le greffage moléculaire sur silicium dans le cadre de recherches en électronique moléculaire. Des molécules dérivées du benzène, possédant des propriétés conductrices, sont introduites dans le bâti et s'adsorbent sur la surface de silicium rendue très réactive par chauffage à très haute température (1 100 °C). Le bâti de préparation (arrière plan) maintient un vide de l'ordre de 5x10 (exposant -11) torr. Le bâti au premier plan est…

Suivi d'un processus de synthèse de nanoparticules d'or par la méthode de Turkevich. Le bécher, posé sur une plaque chauffante, contient initialement un chlorure d'or, c'est-à-dire de l'or sous forme ionique en solution aqueuse. L'ajout d'une petite quantité de citrate de sodium permet de réduire l'or et aboutit à la formation de nanoparticules d'or métalliques de 15 nm de diamètre, en suspension dans l'eau. La présence de nanoparticules d'or est attestée lorsque la suspension prend une couleur…

Prototype de biocapteur basé sur la combinaison de silicium photoluminescent et de nanoparticules d'or. Le silicium est excité par une lampe UV (lumière bleutée) et il émet un rayonnement de photoluminescence qui donne une coloration rougeâtre aux échantillons. Des nanoparticules d'or ont été déposées sur ce substrat et modifient légèrement cette coloration quand elles interagissent avec certains modèles biologiques. Dans cette expérience, le but est de détecter une protéine, l'avidine. L…

Bâti ultravide destiné à caractériser puis contrôler le greffage moléculaire sur silicium. Des molécules dérivées du benzène possédant des propriétés conductrices sont introduites dans le bâti et s'adsorbent sur la surface de silicium rendue très réactive par chauffage à très haute température (1 100°C). Le bâti est conçu pour maintenir une pression de l'ordre de 3x10 (exposant -10) torr. Il est notamment équipé d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier, capable d'identifier la…

Bâti ultravide équipé d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier capable d'identifier la nature des molécules organiques déposées sur des échantillons de silicium. Ce greffage moléculaire est une étape dans la recherche de nouveaux composants en électronique moléculaire. Le faisceau infrarouge est dirigé vers le bâti ultravide par le tube transparent (bas de l'image), puis introduit par un hublot en ZnSe (Zinc, Sélénium), avant de traverser l'échantillon, de ressortir par un second…

Chercheur remplissant un détecteur ultra-sensible avec de l'azote liquide à 77 K pour le refroidir à très basse température avant de commencer des expériences. On distingue un bâti ultravide équipé d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier capable d'identifier la nature des molécules organiques déposées sur des échantillons de silicium dans le cadre de recherches en électronique moléculaire. Le bâti permet de préparer des échantillons à des pressions de 3x10 (exposant -10) Torr. Le…

Pointe d'un microscope à force atomique (AFM). Cette pointe est constituée d'un levier (pièce métallique grise appelée habituellement "cantilever") qui vibre imperceptiblement à proximité de la surface à étudier. Le levier est terminé par une très fine pointe en silicium qui interagit avec les reliefs de la surface (de l'ordre du µm²) et permet d'en mesurer une cartographie après un balayage.

Bâti ultravide destiné à caractériser puis contrôler le greffage moléculaire sur silicium. Des molécules dérivées du benzène possédant des propriétés conductrices sont introduites dans le bâti et s'adsorbent sur la surface de silicium rendue très réactive par chauffage à très haute température (1 100°C). Le bâti est conçu pour maintenir une pression de l'ordre de 3x10 (exposant -10) torr. Il est notamment équipé d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier, capable d'identifier la…

Chercheur positionnant un échantillon de silicium dans un bâti ultravide avant de réaliser une mesure grâce au spectromètre infrarouge à transformée de Fourier dont on aperçoit le détecteur au premier plan. Ce bâti permet de préparer des échantillons à des pressions de 3x10 (exposant -10) Torr. Le spectromètre infrarouge est capable d'identifier la nature des molécules organiques qui sont déposées sur l'échantillon dans le cadre de recherches en électronique moléculaire.

Processus de synthèse de nanoparticules d'or par la méthode de Turkevich, 1 minute environ après le démarrage de la réaction chimique. La solution commence à perdre sa transparence. Le bécher, posé sur une plaque chauffante, contenait initialement un chlorure d'or, c'est-à-dire de l'or sous forme ionique en solution aqueuse. Cette solution est incolore. L'ajout d'une petite quantité de citrate de sodium (incolore également) permet de réduire l'or et aboutit à la formation de nanoparticules d'or…

Positionnement d'un substrat de silicium, sur lequel on été déposées des nanoparticules d'or d'une dizaine de nanomètres de diamètre, sous un microscope à force atomique (AFM).

Processus de synthèse de nanoparticules d'or par la méthode de Turkevich, 5 minutes environ après le démarrage de la réaction chimique. La solution a pris sa couleur définitive rouge rubis. Le bécher, posé sur une plaque chauffante, contenait initialement un chlorure d'or, c'est-à-dire de l'or sous forme ionique en solution aqueuse. Cette solution est incolore. L'ajout d'une petite quantité de citrate de sodium (incolore également) permet de réduire l'or et aboutit à la formation de…

Insertion d'une canne de transfert dans un cryostat pour transférer de l'hélium liquide et atteindre ainsi des températures très basses (2 K). Le cryostat fait partie d'un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les semiconducteurs magnétiques. Il existe peu de dispositifs similaires…

Réglage de l'alignement d'un laser faisant partie d'un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T) et sous hélium liquide de manière à atteindre des températures très basses (2 K). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les mesures sont résolues en angle. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les semiconducteurs magnétiques. Il existe peu de dispositifs similaires…

Cube séparateur (routeur) de faisceaux laser pour la rétrodiffusion. Il fait partie d'un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T) et sous hélium liquide de manière à atteindre des températures très basses (2 K). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les semiconducteurs magnétiques. Il existe peu de dispositifs similaires,…

Acquisition de données grâce à un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T) et sous hélium liquide de manière à atteindre des températures très basses (2 K). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les semiconducteurs magnétiques. Une caméra permet de visualiser la position du spot laser sur l'échantillon étudié (tâche rouge…

Intérieur d'un cryostat. Des échantillons verticaux de puits quantiques de semiconducteurs magnétiques CdMnTe (cadmium, manganèse, tellure) sont reflétés par le miroir interne à 45°. Deux piézoélectriques rotatifs commandent les angles d'incidence. Le cryostat fait partie d'un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T) et sous hélium liquide de manière à atteindre des températures très basses (2 K). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes…

Recherche de la meilleure longueur d'onde (optique) permettant d'observer le signal de Raman électronique. L'opérateur accorde le laser sur une résonance optique de l'échantillon placé dans un champ magnétique (9 T), sous hélium liquide de manière à atteindre des températures très basses (2 K). Le but est de mesurer l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les…

Insertion d'une canne de transfert dans un cryostat pour transférer de l'hélium liquide et atteindre ainsi des températures très basses (2 K). Le cryostat fait partie d'un dispositif de spectroscopie Raman sous champ magnétique (9 T). Ce dispositif mesure l'énergie d'excitations magnétiques élémentaires (ondes de spin) en fonction de leur vecteur d'onde. Les systèmes analysés sont les semiconducteurs de faible dimension et les semiconducteurs magnétiques. Il existe peu de dispositifs similaires…