Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Service Champ Proche et Ultravide (CP-UHV)

Le service CP-UHV du CEMES est doté de 3 équipements expérimentaux fonctionnant sous ultravide (UHV), installés dans les salles blanches bas bruit du bâtiment PicoLab :

 

1) Le LT-STM/Qplus (Low Temperature STM) : le STM basse température

Microscope à effet tunnel (STM) basse température qui permet de travailler à une température de 5K en mode STM et/ou en mode non-contact AFM (NC-AFM). Equipé pour préparer des surfaces cristallines sous UHV et déposer des couches minces isolantes, il permet le dépôt de métaux ou de molécules à basse température.

 

2) La DUF (« DiNaMo UHV Factory ») : l’usine sous UHV 

Conçu et développé au CEMES, cet équipement propose un dispositif complet de mesures des propriétés électroniques d’une molécule unique en configuration planaire sur une surface isolante. Il est composé de 5 chambres UHV reliées entre elles par un tube de transfert sous UHV : i) bâti d’épitaxie par jets moléculaires (MBE), ii) chambre de préparation pour les pointes et le dépôt de molécules, iii) source d’ions à énergie faible et contrôlée, iv) microscope NC-AFM/KPFM haute sensibilité et v) microscope STM+NC-AFM/KPFM équipé de la technique nanostencil.

 

3) Le LT-UHV 4-STM/Qplus + SEM : le « 4 pointes »

Microscope basse température (4K) comportant 4 têtes STM indépendantes surmontées d’une colonne FEG-SEM. Une des têtes STM est, de plus, équipée du module Qplus permettant des mesures en NC-AFM à 5 K. L’ensemble est connecté à une chambre de préparation sous UHV (possibilité de sublimations multiples de molécules) et à une autre chambre équipée d’une imprimante UHV par transfert.

Une dizaine de chercheurs permanents et non permanents du CEMES développent leurs recherches sur ces équipements.

Ce microscope fut l’arène au sein de laquelle s’est déroulée en 2017 la 1ère édition de la NanoCar Race, course de molécules sur une piste de 100 nm. La 2ème édition de cette compétition scientifique est attendue en 2022.