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

TOULOUSE CEDEX 4

Le CEMES est un laboratoire de recherche fondamentale en physique du solide, nanosciences, chimie moléculaire et science des matériaux. Ses activités couvrent un large spectre allant de la synthèse de (nano)matériaux et de systèmes moléculaires jusqu’à l’étude et la modélisation de leurs structures et de leurs propriétés physiques (optique, mécanique, électronique et magnétique) et leur intégration dans des dispositifs.

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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…

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Ecrans de contrôle depuis lesquels les "pilotes" contrôlent les nano-cars
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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…

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Modèle imprimé en 3D d'une molécule candidate à la nano-course
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Synthèse de molécules candidates à la nano-course. 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 molécule-machines atteint…

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Synthèse de molécules candidates à la nano-course
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Purification de molécules destinées à la nano-course. 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 molécule-machines…

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Purification de molécules destinées à la nano-course
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Christian Joachim au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) à Toulouse. Directeur de recherche CNRS, Christian Joachim est le directeur scientifique de la course Nanocar Race. Cette course qui a lieu à Toulouse en avril 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…

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Christian Joachim, directeur scientifique de la course Nanocar Race
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Piste en or, sur laquelle évoluent les nano-cars, à l'intérieur d'un microscope à effet tunnel. 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…

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Piste en or, sur laquelle évoluent les nano-cars dans le microscope à effet tunnel
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Synthèse de molécules candidates à la nano-course. 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 molécule-machines atteint…

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Synthèse de molécules candidates à la nano-course
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Claire Kammerer, directrice technique 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 degré de…

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Claire Kammerer, directrice technique de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse
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Modèle imprimé en 3D d'une molécule candidate à la nano-course. 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 molécule…

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Modèle imprimé en 3D d'une molécule candidate à la nano-course
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Synthèse de molécules candidates à la nano-course. 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 molécule-machines atteint…

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Synthèse de molécules candidates à la nano-course
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Piste en or, sur laquelle évoluent les nano-cars, à l'intérieur d'un microscope à effet tunnel. 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…

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Piste en or, sur laquelle évoluent les nano-cars dans le microscope à effet tunnel
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Synthèse de molécules candidates à la nano-course. 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 molécule-machines atteint…

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Synthèse de molécules candidates à la nano-course
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Sébastien Gauthier co-pilote de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse, l'équipe française du CNRS 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…

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Sébastien Gauthier co-pilote de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse
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Modèle imprimé en 3D d'une molécule candidate à la nano-course. 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 molécule…

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Modèle imprimé en 3D d'une molécule candidate à la nano-course
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Synthèse de molécules candidates à la nano-course. 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 molécule-machines atteint…

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Synthèse de molécules candidates à la nano-course
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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 …

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Christian Joachim, manipule une pastille d'or pur dont la surface accueillera la NanoCar Race
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Claire Kammerer, directrice technique de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse tenant un modèle imprimé en 3D de la voiture nanométrique "Green Buggy" synthétisée par 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…

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Claire Kammerer, directrice technique de l’équipe NanoMobile Club de Toulouse
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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de…

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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de…

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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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Premier microscope à effet tunnel très basse température équipé de quatre pointes : le LT- Nanoprobe (LT-UHV- 4 STM) installé au CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales) de Toulouse. Les quatre pointes permettent de balayer simultanément la même surface, à basse température (-270°C) et en ultravide, avec une résolution de deux picomètres. En avril 2017 est organisée la NanoCar Race, une course de molécule-voitures dont le circuit (une surface d'or) est placé à l…

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Premier microscope à effet tunnel équipé de quatre pointes
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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de…

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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de…

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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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Premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de contraintes au…

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Premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide capable de scruter les propriétés de la matière à de très petites échelles de temps et d'espace. Conçu par le premier laboratoire commun entre un institut CNRS, le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) et la société japonaise Hitachi high technologies corporation (HHT), ce microscope permettra l’observation à l’échelle sub-nanométrique de champs électriques, magnétiques ou de…

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Manipulation du premier prototype de microscope électronique en transmission ultrarapide
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"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…

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"Green Buggy", voiture nanométrique de l'équipe française du Toulouse NanoMobile
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Chargement d'un substrat, une galette de silicum, dans un masqueur à LED UV et positionnement du masque en verre. Cet appareil est installé dans une salle blanche. Il est utilisé dans le cadre d'un procédé de lithographie laser, pour une première étape simple de lithographie pleine plaque, par exemple : des croix de repérage, des réseaux d'électrodes milli- ou micrométriques identiques.

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Chargement d'un substrat, une galette de silicum, dans un masqueur à LED UV
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Pico-Lab est le nouveau bâtiment de recherche du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales) consacré aux picotechnologies. Les scientifiques y étudient notamment les molécule-machines - des molécules capables de remplir seules une fonction (calcul, engrenage, moteur...) - et les circuits électroniques construits atome par atome. Ce bâtiment accueille désormais une salle blanche dans laquelle sont installés une micro-usine en ultravide, ainsi qu'un ensemble de machines…

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Pico-Lab, nouveau bâtiment de recherche du CEMES
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Open media modal

Mise en place d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique, dans le microscope électronique en transmission I2TEM (In situ interferometry transmission electron microscope) du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Il s'agit d'un microscope cohérent à émission de champ froide, unique car dédié à l'interférométrie électronique, la microscopie de Lorentz et les expériences in situ. L'I2TEM est équipé de 4 biprismes utilisés en holographie électronique et d…

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Mise en place d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique
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Montage sur porte-objet d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique, sous une loupe binoculaire. Cet échantillon sera ensuite analysé dans le microscope électronique en transmission I2TEM (In situ interferometry transmission electron microscope) du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Il s'agit d'un microscope cohérent à émission de champ froide, unique car dédié à l'interférométrie électronique, la microscopie de Lorentz et les expériences in situ…

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Montage sur porte-objet d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique
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Préparation d'un substrat dans la salle blanche du bâtiment Pico-Lab du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales), consacré aux picotechnologies. Ce substrat servira à la croissance de couches de nitrure d'aluminium AIN(0001) dans le bâti d'épitaxie par jets moléculaires de l'usine sous ultravide du bâtiment Pico-Lab. Cette usine a été conçue pour réaliser un dispositif de mesure des propriétés électroniques d'une molécule unique sur substrats isolants tels que AlN(0001…

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Préparation d'un substrat dans la salle blanche du bâtiment Pico-Lab du CEMES
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Positionnement d'une galette de silicium enduite de résine sensible aux UV, sur la platine d'un banc de lithographie laser. Cet échantillon doit être positionné sous le point focal du faisceau laser ultraviolet. L'appareil de lithographie est installé dans une salle propre. Il est utilisé pour des procédés de prototypage permettant de réaliser des motifs aussi divers que des électrodes, des engrenages, des guides d'ondes, des lentilles,... à l'échelle nanométrique, pour des applications…

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Positionnement d'une galette de silicium enduite de résine sensible aux UV
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Galette de silicium enduite de résine sensible aux UV, positionnée sur la platine d'un banc de lithographie laser. Cet échantillon doit être positionné sous le point focal du faisceau laser ultraviolet. L'appareil de lithographie est installé dans une salle propre. Il est utilisé pour des procédés de prototypage permettant de réaliser des motifs aussi divers que des électrodes, des engrenages, des guides d'ondes, des lentilles,... à l'échelle nanométrique, pour des applications électroniques,…

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Galette de silicium enduite de résine sensible aux UV
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Open media modal

Mise en place d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique, dans le microscope électronique en transmission I2TEM (In situ interferometry transmission electron microscope) du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Il s'agit d'un microscope cohérent à émission de champ froide, unique car dédié à l'interférométrie électronique, la microscopie de Lorentz et les expériences in situ. L'I2TEM est équipé de 4 biprismes utilisés en holographie électronique et d…

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Mise en place d'un échantillon, un transistor pour la microélectronique
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Cryostat faisant partie d'une instrumentation spécialement développée pour des mesures électriques à température contrôlée entre l'ambiante (20°C) et 300 mK (-273 °C), sous fort champ magnétique (0-16 teslas). Ces conditions sont requises pour une approche des circuits électroniques atomiques basée sur la structuration du micromètre au nanomètre du graphène, un feuillet d'un atome de carbone d'épaisseur. Plusieurs approches des circuits électroniques atomiques sont développées au sein du Pico…

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Cryostat développée pour des mesures électriques à température contrôlée
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Transfert d'un échantillon entre le tunnel de transfert et le microscope à force atomique (AFM) sous ultravide. Ce microscope est intégré à l'usine sous ultravide (DUF) installée dans une salle blanche du bâtiment Pico-Lab au CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales), consacré aux picotechnologies. L'usine sous ultravide a été conçue pour réaliser un dispositif de mesure des propriétés électroniques d'une molécule unique sur substrats isolants.

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Microscope à force atomique (AFM) sous ultravide
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Formation d'un étudiant en thèse à l'utilisation de hottes de chimie à flux laminaire et à extraction totale, dans la salle blanche du bâtiment Pico-Lab du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Ces hottes à flux laminaire (HFL) permettent de garantir la sécurité des utilisateurs tout en ayant une atmosphère ultra propre.

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Formation d'un étudiant à l'utilisation de hottes de chimie au Pico-Labdu du CEMES
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Open media modal

Microscope électronique en transmission I2TEM (In situ interferometry transmission electron microscope) du CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). Ce microscope permet notamment d'analyser les déformations dans les transistors, par holographie électronique. Il s'agit d'un microscope cohérent à émission de champ froide, unique car dédié à l'interférométrie électronique, la microscopie de Lorentz et les expériences in situ. L'I2TEM est équipé de 4 biprismes utilisés en…

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Microscope électronique en transmission I2TEM du CEMES
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Open media modal

Introduction d'un échantillon depuis le sas, dans la chambre principale d'un microscope à double faisceau ionique et électronique FIB-SEM (Focused ion beam - Scanning electron microscope), installé dans une salle propre. Le chercheur s'apprête à commencer la procédure d'alignement de l'échantillon et le réglage des faisceaux. Ce microscope est utilisé pour l'usinage de motifs jusqu'à 20 nm, grâce au faisceau ionique focalisé qui grave la matière avec les atomes de gallium incidents, à l'image d…

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Introduction d'un échantillon dans la chambre principale d'un microscope à double faisceau

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.