Grand Séminaire d'Institut

Friday 24 June 2011 à 14h00.

Les résonateurs électromécaniques à nanotube de carbone, des détecteurs de masse/force ultra sensibles.

''Contrôler le mouvement mécanique d’un objet à l’échelle nanométrique a récemment ouvert de nouvelles opportunités en physique fondamentale ainsi qu’en métrologie ultrasensible. En effet, les Nano-systèmes électromécaniques (NEMS) se sont révélés être des outils très versatiles pouvant servir comme détecteurs ultra sensibles de masse, de force ou encore de charge. Ces avancées technologiques ont été permises grâce à la maitrise des technologies de fabrication qui ont permis de diminuer jusqu’à quelques centaines de nanomètres les dimensions latérales d’un résonateur tout en gardant une bonne qualité structurale. Je montrerai dans ce séminaire qu’en diminuant davantage les dimensions des résonateurs jusqu’au nanomètre, en utilisant des nanotubes de carbone, il est possible d’atteindre des sensibilités encore plus exceptionnelles. En effet, il a été démontré récemment que des résonateurs à nanotubes de carbone ont des sensibilités en masse de quasiment un atome [1, 2]. Ceci laisse entrevoir les perspectives d’utilisation des nanotubes comme détecteurs de force ou encore comme détecteurs magnétiques. A ce sujet, je présenterai comment un résonateur à nanotube peut être utilisé pour étudier les propriétés magnétiques d’objets individuels comme des nanoparticules de petites tailles ou encore des aimants moléculaires [3]. Enfin, je finirai le séminaire en insistant sur un paramètre fondamental pour un NEMS, le couplage entre le mouvement de charge électronique et le mouvement mécanique. Je montrerai que ce couplage est particulièrement fort dans les nanotubes et ceci grâce à la combinaison unique de propriétés électroniques et mécaniques remarquables [4]. Ce résultat important ouvre des perspectives intéressantes pour les futures applications des NEMS à nanotube de carbone ou encore pour mettre en évidence des phénomènes quantiques à l’échelle macroscopique. Références : [1] K. Jensen & al Nature Nanotechnology, 3, 533 (2008) [2] B. Lassagne & al Nanoletters, 8, 3735 (2008) [3] B. Lassagne, M. Respaud, soumis. [4] B. Lassagne & al Science, 325, 1107 (2009).''