Sciences

Des atomes manipulés un à un à température ambiante !

ActualitéClassé sous :atome , nanoscience , nanotechnologie

Dans notre conquête du nanomonde, un verrou vient de sauter : une équipe internationale a utilisé un microscope à force atomique à température ambiante, et non plus juste au-dessus du zéro absolu, pour manipuler individuellement des atomes. Résultat : une croix suisse de quelques nanomètres carrés réalisée avec des atomes de brome...

Cette image, déduite des mesures effectuées avec un microscope à force atomique, montre en fausse couleur rouge 20 atomes de brome substitués à des atomes de chlore sur une surface de chlorure de sodium. La structure est stable à température ambiante. © Université de Bâle

Il y a un environ un an, IBM mettait en ligne sur YouTube une vidéo présentée comme le plus petit dessin animé du monde. Il s'agissait de molécules de monoxyde de carbone déposées sur une plaque de cuivre et tout à la fois déplacées et visualisées avec un microscope à effet tunnel. La performance est bien sûr spectaculaire et elle alimente les rêves de ceux qui pensent que d'ici quelques dizaines d'années, la nanotechnologie permettra de manipuler précisément et à notre guise d'énormes collections d'atomes constituant des objets macroscopiques.

On en est encore très loin. Les ingénieurs et les physiciens d'IBM ont dû travailler à des températures extrêmement basses, 5 K (soit -268,15 °C), et pendant deux semaines à raison de 18 heures par jour pour obtenir une minute de dessin animé. Toutefois, une équipe internationale de chercheurs japonais, finlandais et suisse vient de faire sauter un verrou limitant jusqu'ici la manipulation des atomes à la façon des chercheurs d'IBM. Comme les scientifiques l'expliquent dans un article publié dans Nature Communications, ils ont réussi à déplacer des atomes à température ambiante !

Les ingénieurs d'IBM ont réalisé 242 images en déplaçant des milliers de molécules de monoxyde de carbone avec un microscope à effet tunnel. En enchaînant ces images, ils obtiennent le plus petit dessin animé du monde. © IBM, YouTube

Une croix de 5,6 nanomètres carrés

Cette fois, c'est un microscope à force atomique qui a été mis à contribution. On doit cette invention aux prix Nobel de physique Gerd Binnig et Heinrich Rohrer Cet instrument dérive du microscope à effet tunnel que les deux chercheurs avaient inventé alors qu'ils étaient membres du laboratoire IBM de Zurich. Il permet de faire un nouveau type de microscopie appelée AFM (pour Atomic Force Microscopy en anglais). En l'occurrence, elle a permis de déposer individuellement 20 atomes sur la surface d'un isolant pour former la plus petite croix suisse du monde.

Les atomes déplacés sont des atomes de brome et la surface sur laquelle ils ont été déposés était faite de chlorure de sodium, du sel de cuisine donc. Plus précisément, on a substitué ces atomes de brome à certains atomes de chlore afin de former cette croix occupant une surface de 5,6 nanomètres carrés.

Selon les chercheurs, on peut maintenant envisager de fabriquer à température ambiante toute une nouvelle génération de nanodispositifs pouvant servir à stocker des informations, faire des calculs logiques et bien sûr servir de nanomoteurs électromécaniques ou de Nems.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi