Pointure ultra fine (publication)

Les chercheurs de l’Institut national de nanotechnologie (INN) du CNRC ont cree la pointe la plus fine jamais realisee, une pointe de l’epaisseur de l’atome ! Avec une extremite d’un atome, l’aiguille en question servira de sonde aux microscopes a effet tunnel (MET). Elle est l’oeuvre de MM. Mohamed Rezeq, Jason Pitters et Bob Wolkow, dont l’article decrivant ces travaux a recemment ete publie dans le « Journal of Chemical Physics ».
Auparavant les sondes MET avaient une pointe de quelques nanometres faite d’un unique cristal, ce dernier resultant souvent lui-meme d’un accident de la nature. Aucune methode fiable ne permettait la fabrication de pointes aussi fines. La technique elaboree par l’equipe de l’INN est la premiere a autoriser une production bien controlee de pointes extremement acerees dont le rayon de courbure est inferieur au nanometre - ce qui en fait les sondes les plus fines jamais realisees. La pointe est en tungstene, metal tres dur au point de fusion extremement eleve.
A d’aussi petites dimensions, l’agencement des atomes de tungstene est tres instable. Ces derniers peuvent changer de position. « On ne peut les contraindre a prendre la forme d’une pointe, explique M. Wolkow. Essayez d’empiler du sable : les grains s’ecoulent sur les cotes et le tas s’arrondit. Les atomes metalliques ont le meme comportement ». Un revetement d’azote, de l’epaisseur d’un atome, pres de l’extremite de la pile de tungstene stabilise la pointe de forme pyramidale. Ainsi enduite, la pointe est stable et resiste a une temperature de 900.C ainsi qu’a la pression atmospherique normale une journee entiere.
La microscopie a effet tunnel suppose le balayage d’une surface par une sonde electrique qui detecte le courant passant entre sa pointe et la surface en question. Les scientifiques visualisent donc la densite electronique de l’objet en train d’etre examine. Les nano-pointes ont franchi avec succes les tests des applications MET. Elles pourront etre utilisees pour d’autres techniques, comme les microscopes a force atomique ou magnetique, et toute autre methode faisant appel aux sondes a balayage, et devenir aussi une source d’electrons pour les microscopes electroniques a balayage et a transmission. En effet, M. Wolkow pense qu’elle pourrait rehausser la performance des microscopes electroniques a balayage et a transmission. « Cela equivaudrait a transformer une voiture banale en bolide de course en remplacant simplement ses bougies. On prendrait un microscope electronique ordinaire, le doterait d’une de ces pointes et obtiendrait instantanement un appareil dote d’un meilleur pouvoir de resolution. »

Sources : http://www.nrc-cnrc.gc.ca/highlights/2006/0611finepoint_f.html
Redacteur : Amelie Vagner, OTTAWA, sciefran ambafrance-ca.org