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Les nouvelles microscopies : à la découverte du nanomonde


Christian Frétigny, 51 ans est directeur de recherche au CNRS. Il est diplômé de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris (ESPCI). Ses premiers travaux de recherche concernent les propriétés électroniques de composés métalliques dérivés du graphite. Il travaille ensuite sur les phénomènes d’adhésion et de frottement à une échelle nanométrique. En 2001, il rejoint le Laboratoire de Physico-chimie des Polymères et des Milieux Dispersés de l’ESPCI où il développe des méthodes d’analyse qui lui permettent notamment de préciser certains mécanismes de déformation des nanocomposites, les effets du confinement sur les propriétés des polymères préparés en films ultra-minces ou les caractéristiques des contacts sur des substrats revêtus de films polymères. Ses centres d’intérêt actuels portent sur les mécanismes de relaxations dans les verres, les frottements à l’échelle macroscopique ou les modifications des caractéristiques mécaniques des polymères sollicités dans leur régime plastique.


Yannick DE WILDE

Yannick De Wilde est âgé de 41 ans. Diplômé en physique de l’Université Libre de Bruxelles, il a effectué sa thèse de doctorat au Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses de Grenoble sur le transport électronique dans des nanojonctions. Il effectua ensuite plus de cinq années de recherches postdoctorales. Trois années furent consacrées à la conception d’un microscope à effet tunnel à basse température et à l’étude des supraconducteurs au Argonne National Laboratory (Etats-Unis). Après cela, il passa une année à l’Ecole Normale Supérieure (Paris) à investiguer le comportement de supraconducteurs à haute température critique soumis à un champ électromagnétique, et enfin plus d’un an au Bureau National de Métrologie (Paris) à développer un étalon quantique de courant. Il travaille au CNRS depuis 2000 comme chargé de recherche au sein du Laboratoire Photons Et Matière. Il effectue ses recherches au Laboratoire d’Optique Physique de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris. Elles portent sur l’étude des propriétés optiques de la matière au-delà de la limite de diffraction à l’aide de sondes de microscopie optique en champ proche. Il a récemment développé un nouveau concept de microscopie à résolution nanométrique basée sur la détection en champ proche du rayonnement thermique.


Lionel Aigouy a 37 ans. Après des études d’ingénieur à l’Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse, il a effectué une thèse de doctorat au Groupe d’Etude des Semi-Conducteurs à l’Université de Montpellier sur l’étude des propriétés optiques d’hétérostructures semi-conductrices à base de semi-conducteurs à grand gap. Après un séjour post-doctoral à la City University of New York (Etats-Unis) pendant laquelle il a étudié des hétérostructures et des compsoants semi-condcuteurs, il a rejoint le CNRS comme Chargé de Recherches au Laboratoire Photons Et Matière à l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielle de la Ville de Paris. Il a acquis un savoir faire dans les microscopies à sonde locale, notamment optique et thermique et s’est notamment spécialisé dans le développement de sondes utilisant des nano-objets fluorescents comme nanosources de lumière. Ces sondes sont utilisées comme outil de caractérisation de composants optiques microniques et sub-microniques. Elles permettent aussi de mesurer l’élévation de température de composants micro-électronique comme des circuits intégrés.




Au moment où les nanosciences suscitent de gros espoirs, il était opportun de décrire le fonctionnement des nouvelles techniques microscopiques faisant appel à des sondes locales, et qui permettent d’observer les nanostructures à l’échelle des atomes et des molécules. Les auteurs ont classé ces nouvelles microscopies en 4 catégories et commencent par traiter « l’ancêtre » de tous ces outils qui n’a pourtant que 25 ans, le microscope à effet tunnel. Il mesure l’intensité du courant électrique circulant entre la surface à visualiser et un capteur ou une sonde. Vient ensuite le microscope à force atomique qui mesure la force s’exerçant entre un objet et le capteur, puis le microscope optique en champ proche mesurant les propriétés optiques et enfin, le microscope thermique, lui aussi en champ proche qui mesure les propriétés thermiques du nano objet observé. Les principes physiques en jeu et des exemples d’applications sont détaillés pour chaque technique. Ces microscopies permettent aussi des modifications locales des propriétés physiques ou physico-chimiques des surfaces. On imagine aisément les applications et les perspectives de développement dans les nanotechnologies et notamment dans le domaine du stockage d’information. Cet ouvrage d’actualité propose un panorama complet des nouvelles microscopies et donne pour un lecteur non spécialiste toutes les clefs de la connaissance de ce domaine, tout en ouvrant la voie vers des lectures plus spécialisées.


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