Notre collègue Benoit Charlot, chargé de recherche au CNRS, participe à cette avancée technologique et médicale. Article publié dans "Sciences et Avenir"
Cette étude, publiée dans le journal Optica, permet d’apporter une vision microscopique des ondes (plasmons polaritons de surface) qui se propagent à l’interface d’empilements périodiques de fines couches métalliques (InAs dopé) et diélectriques (InAs non dopé) qu’on appelle aussi méta-matériaux hyperboliques. Ces méta-matériaux hyperboliques présentent un grand intérêt pour les applications en nano-photonique (réduction de taille des composants, exaltation de l’émission de photons, réfraction négative, …). La microscopie d’émission thermique en champ proche a permis d’avoir une image submicronique de ces méta-matériaux hyperboliques. A proximité de la surface (< 100 nm), leur nanostructuration conditionne leurs propriétés optiques. En revanche, à grande distance (> 100 nm), les métamatériaux hyperboliques peuvent être considérés comme des matériaux homogènes sans nécessité de prendre en considération leur nano-structuration. C’est le régime d’homogénéisation.
Ces travaux de recherche sont le résultat d’une coopération entre l’Institut d’Electronique et des Systèmes, le Laboratoire Charles Fabry et l’Institut Langevin.
Référence : Florent Peragut, Laurent Cerutti, Alexei Baranov, Jean-Paul Hugonin, Thierry Taliercio, Yannick De Wilde, and Jean-Jacques Greffet. Hyperbolic metamaterials and surface plasmon polaritons, Optica 4, 1409 (2017), https://doi.org/10.1364/OPTICA.4.001409
“Piezo-generated charge mapping revealed through Direct Piezoelectric Force Microscopy”
Figure : composition 3D des propriétés du matériau : topographie, génération de charge (fA), et réponse électromécanique. La taille de l'image est de 30x15 micromètres.
Cette étude révèle la génération de charge à l'échelle nanométrique des matériaux piézoélectriques et ferroélectriques grâce à une nouvelle méthode de microscopie de force atomique (AFM) appelée « Direct Piezoelectric Force Microscopy DPFM ». La nouveauté de la méthode est la possibilité de mesurer les charges générées par la force appliquée par une pointe AFM, en raison de l'effet piézoélectrique direct. Avec l'utilisation d'un amplificateur spécial fourni par Analog Devices, de minuscules quantités de charges générées peuvent être mesurées. L'amplificateur, de la famille des ADA4530, présente un très faible courant de fuite inférieur à 0,1 fA, ce qui permet de réaliserla première cartographie de charges piézogénérées des couches minces d’oxydes complexes piézoélectriques et ferroélectriques. Cette méthodologie a aussi l’avantage de pouvoir être utilisée simultanément avec des mesures standard de microscopie à force piézoélectrique. Ces travaux de recherche sont le résultat d’une coopération entre l’IES CNRS-UM (Adrien Carretero groupe M2A) et l’ICMAB-CSIC (groupes Nanoparticles and Nanocomposites et Scanning Probe Microscopy Laboratory). L'étude a donné lieu à un brevet européen et est actuellement en cours de commercialisation (device and method for mapping ferroelectric samples. Andres Gomez, Marti Gich, Adrien Carretero-Genevrier, Teresa Puig, Xavier Obradors).
Reference: A.Gomez, M. Gich, A. Carretero-Genevrier, T. Puig, X. Obradors. Piezo-generated charge mapping revealed through Direct Piezoelectric Force Microscopy. Nature Communication DOI 10.1038/s41467-017-01361-2. (2017). https://www.nature.com/articles/s41467-017-01361-2
Communiqués de presse :
https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=48408.php
En savoir plus sur la thématique : Nanomatériaux à base d’oxydes fonctionnels pour la conception de nouveaux capteurs innovants (www.nanochemlab.com)
En savoir plus sur le groupe M2A
Cette étude, publiée dans le journal Small, montre l'énorme potentiel de combiner les méthodes de dépôt physique et chimique pour intégrer des couches minces épitaxiées à base de BaTiO3-δ semiconducteur sur silicium. Cette stratégie de croissance se traduit par des nanostructures 1D épitaxiées de BaTiO3-δ /La0.7Sr0.3MnO3 /SrTiO3 /Si qui améliorent la réponse flexoélectrique du système. Elles permettent de contrôler la polarisation ferroélectrique et la conductivité locale (commutation résistive) de cet oxyde fonctionnel lors de l'application d’une force mécanique. Ces travaux fournissent une voie innovante vers la conception et l'intégration sur le silicium de dispositifs non volatils avec contrôle mécanoélectrique, qui pourrait trouver des applications dans le stockage de données et les capteurs.
Ces travaux de recherche sont le résultat d’une coopération entre l’IES-CNRS, l’INL-CNRS et l’ICMAB-CSIC.
Reference : Andrés Gómez, José Manuel Vila‐Fungueiriño, Rahma Moalla, Guillaume Saint‐Girons, Jaume Gázquez, María Varela, Romain Bachelet, Martí Gich, Francisco Rivadulla and Adrián Carretero‐Genevrier*. Electric and Mechanical Switching of Ferroelectric and Resistive States in Semiconducting BaTiO3–δ Films on Silicon. Small DOI: 10.1002/smll.201701614.
Coopération entre la Société Bonetag (Stéphane Naudi, chirurgien orthopédiste) et l'IES (Arnaud Vena, MCF du Groupe M2A du Département Capteurs Composants Systèmes) pour tracer les implantations de prothèses afin de s'assurer de leur bon fonctionnement. Et surtout de prévoir leur remplacement en cas d'infection ou d'obsolescence du modèle grâce à une puce RFID (Radio Frequency Identification). Une innovation disponible sur le marché dès 2019 ?
Pour en savoir plus :
L'article de Sciences et Avenir
La page du groupe M2A
Implanté au coeur du Campus Saint- Priest, situé entre les super calculateurs du CINES et le futur Centre Spatial Universitaire dont la construction a été lancée en décembre dernier, le tout nouveau bâtiment dédié aux sciences et technologies de l’information abrite principalement l’Institut d’Electronique et des Systèmes (I.E.S.).
