Au bout du tunnel, les atomes

Bruno Grandidier, chercheur à l'IEMN (Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologies) de Lille, présente le principe de fonctionnement et les utilisations du microscope à effet tunnel.
L'effet tunnel est un phénomène quantique qui permet aux électrons de traverser une barrière de potentiel sans pertes d'énergie. On obtient ainsi un courant entre une pointe et une surface conductrice et les variations de ce courant donnent une image de la topologie de la surface.
Le microscope est utilisé à l'air libre pour étudier la surface d'un échantillon de graphite. Pour d'autres matériaux qui s'oxydent à l'air, comme le silicium, les chercheurs utilisent un microscope plus sophistiqué opérant sous ultra-vide. Si l'on veut de plus observer de façon précise les arrangements atomiques des dimères de silicium, il faut réduire les oscillations des atomes en opérant à très basse température (77 ° K).
Le microscope à effet tunnel permet également de manipuler et de construire des nano-objets, comme des molécules organiques que l'on dépose sur des substrats de silicium.