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Nano-caractérisation

L’holographie électronique pour visualiser les propriétés de la matière à l’échelle atomique


​Des chercheurs du Leti, institut de CEA Tech, ont mis au point une méthode d'holographie électronique pour imager les propriétés de la matière à l'échelle de l'atome unique.

Publié le 5 mars 2018

L'holographie électronique est une technique de microscopie électronique en transmission (MET), qui peut être utilisée pour visualiser le potentiel d'un réseau cristallin. Ce dernier, défini par la structure chimique des atomes qui le composent, renseigne sur les propriétés du matériau. Jusqu'à présent, les images obtenues étaient cependant trop bruitées pour voir la contribution d'un atome unique. Mais des chercheurs du Leti viennent de mettre au point une méthode palliant ce manque.

Pour réduire le bruit, les chercheurs ont misé sur l'addition de plusieurs images afin d'en obtenir une plus précise. Mais à la différence de la sommation d'images classiques, celle d'hologrammes est complexe et exige la mise au point de traitements d'images sophistiqués. Aussi, le matériel a-t-il été modifié de façon à pouvoir capter une série d'hologrammes adéquate, et un logiciel de traitement d'image a été développé spécialement pour pouvoir additionner ces hologrammes. Appliquée à une monocouche de MoS2, cette méthode a permis de visualiser le potentiel électrostatique d'une lacune d'un unique atome de soufre, avec une résolution inférieure à 1 angström.

Cette méthode, qui permet de discerner la nature chimique d'un atome, présente un réel intérêt pour l'industrie de la microélectronique. Elle servira par exemple à optimiser les dopants dans les semi-conducteurs à une échelle très locale, ou encore à observer les éventuels défauts présents dans une nanostructure, liés à des excès ou des manques d'atomes à certains endroits. Enfin, elle autorisera l'étude fiable de champs magnétiques, électriques ou de déformations avec une très haute sensibilité.


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