Faits marquants 2014
Un nouveau mécanisme d’émission cohérente a été mis en évidence ces dernières années dans les microcavités à semiconducteurs. Elle provient d’une accumulation très importante dans un même état quantique (condensat) de quasi-particules hybrides lumière matière appelées polaritons de cavité. Un débat scientifique s’est développé concernant la véritable distinction entre ce système et les lasers photoniques plus conventionnels.
En utilisant une combinaison ingénieuse de spectroscopie infra-rouge et Thz à l’échelle picoseconde, l’équipe de Jacqueline Bloch au Laboratoire de Photonique et de Nanostructures en collaboration avec celle du Professeur Ruper Huber de l’Université de Regensburg en Allemagne, ont sondé les transitions internes des polaritons excitoniques. Ils ont prouvé directement l’existence de la partie matière d’un condensat de polaritons. Outre son importance pour la compréhension profonde de ces condensats, ce résultat ouvre la voie vers de nouvelles méthodes de manipulation et contrôle cohérent des polaritons.
Référence : Revealing the dark side of a bright exciton–polariton condensate
J.-M. Ménard, C. Poellmann, M. Porer, U. Leierseder, E. Galopin, A. Lemaître, A. Amo, J. Bloch & R. Huber. Nature Communications (2014), 5
Contact NanoSaclay: Jacqueline Bloch, Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, LPN/CNRS, Route de Nozay, 91460 Marcoussis
Collaboration: Université de Regensburg, Département de Physique, 93040 Regensburg, Allemagne
Savoir propager et contrôler la lumière dans des circuits photoniques est un enjeu majeur du traitement tout optique de l’information.
L’équipe de Jacqueline Bloch au LPN a démontré la preuve de concept d’un nouvel interféromètre de Mach-Zehnder. Il est basé sur la propagation de quasi-particules hybrides lumière matière appelées polaritons de cavité que l’on peut générer dans des semiconducteurs. Les fortes non-linéarités de ce système permettent de contrôler la transmission du dispositif et la polarisation de la lumière de manière tout optique.
Référence : All-optical phase modulation in a cavity-polariton Mach–Zehnder interferometer. C. Sturm, D. Tanese, H.S. Nguyen, H. Flayac, E. Galopin, A. Lemaître, I. Sagnes, D. Solnyshkov, A. Amo, G. Malpuech & J. Bloch.
Nature Communications (2014), 5
Contact NanoSaclay: Jacqueline Bloch, Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, LPN/CNRS, Route de Nozay, 91460 Marcoussis
Collaborations:
• Universität Leipzig, Institut für Experimentelle Physik II, Germany
• Institut Pascal, PHOTON-N2, Clermont Université, 63177 Aubière
La stabilité colloïdale et chimique du nanovecteur biocompatible le trimesate de fer(III) mésoporeux MIL-100(Fe) a été évaluée dans des milieux physiologiques simulant des administrations par voie orale ou intraveineuse de médicaments. En effet, les nanoparticules du MIL-100(Fe) ont montré une stabilité colloïdale et une biodegradabilité appropriées, dépendants de la nature de sa surface et de la composition du milieu. Ainsi, ces nanovecteurs semblent a priori compatibles avec son utilisation biomédicale.
Référence : Understanding the colloidal stability of the mesoporous MIL-100(Fe) nanoparticles in physiological media,
E. Bellido, M. Guillevic, T. Hidalgo, M. J. Santander-Ortega, C. Serre and P. Horcajada Langmuir (2014), 30(20), 5911.
Contact NanoSaclay: Patricia Horcajada, Institut Lavoisier de Versailles, UMR CNRS 8180, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, 45 avenue des Etats-Unis, 78035 Versailles.
Collaboration: Nanobiofar. Center for Molecular Medicine and Chronic Diseases (CIMUS), Universidad de Santiago de Compostela, Av. Barcelona s/n, Campus Vida, 15706 Santiago de Compostela, Spain.
L’assemblage bidimensionnel de molécules de propriétés électroniques modulables en architectures organisées et contrôlées est un des défis dans le domaine de la spintronique moléculaire. En effet, réussir à organiser des molécules à l’échelle d’une monocouche est une étape nécessaire pour la conception de nouveaux dispositifs moléculaires pour le stockage de l’information.
Le travail de recherche montre les nanoarchitectures que l’on peut obtenir en modulant la nature des groupes chimiques à l’échelle moléculaire dans les complexes à base de NiSalen. La nature hydrophobe, la taille des groupements chimiques et leur position sur le squelette des complexes Nisalen permettent leur organisation à l’échelle nanoscopique et la modulation de leur porosité dans l’espace bidimensionnel.
Référence : Tailoring the structure of two-dimensional self-assembled nanoarchitectures based on niII–salen building blocks
M. Viciano-Chumillas, D. Li, A. Smogunov, S. Latil, Y. J. Dappe, C. Barreteau, T. Mallah and F. Silly. Chem. Eur. J. (2014), 20, 13566–75
Contacts NanoSaclay:
- Talal Mallah, Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, Université Paris Sud, 91405 Orsay.
- Fabien Silly, CEA, Service de Physique de l'Etat Condensé, 91191 Gif-sur-Yvette
L’électronique de spin laisse envisager le développement de nouveaux concepts de stockage de l'information. Dans ce domaine, un aspect innovant consiste à manipuler des parois magnétiques avec des courants polarisés en spin pour en faire des nouveaux composants où la consommation d’énergie serait fortement réduite par rapport à l’électronique CMOS conventionnelle.
En utilisant la remarquable sensibilité au champ magnétique et la résolution spatiale d’un microscope basé sur le centre coloré d’un nanodiamant, des chercheurs de plusieurs équipes du Labex NanoSaclay ont réalisé la prouesse de contrôler des sauts nanométriques d’une paroi de domaine. Ce travail a fait l’objet d’un article dans la revue Science.
Référence : Nanoscale imaging and control of domain-wall hopping with a nitrogen-vacancy center microscope
J.-P. Tetienne, T. Hingant, J.-V. Kim, L. Herrera Diez, J.-P. Adam, K. Garcia, J.-F. Roch, S. Rohart, A. Thiaville, D.Ravelosona, V. Jacques. Science (2014), 334, 1366-9
Contacts NanoSaclay: Dafiné Ravelosona et André Thiaville
Collaborations:
• Laboratoire Aimé Cotton, UPR CNRS 3321, 91405 Orsay.
• Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire, ENS Cachan and CNRS, UMR CNRS 8537, 94235 Cachan.
• Institut d’Electronique Fondamentale, UMR CNRS 8622, 91405 Orsay.
• Laboratoire de Physique des Solides, UMR CNRS 8502, 91405 Orsay.
Le graphène pourrait être un des éléments de base pour conduire l’électronique du futur grâce à son ultra haute mobilité de charge et sa taille minimisée à l’échelle nanométrique.
Pour concevoir des dispositifs de mémoire, il est important de moduler les propriétés électriques et magnétiques du graphène. Le contrôle du niveau de dopage est une bonne méthode pour moduler ces propriétés. L'article expose le dopage réversible de transfert de charge dans le graphène en raison de la réaction avec des résidus de polymère. Des méthodes comme l’irradiation et le recuit ont été utilisées.
Référence : Reversible charge transfer doping in graphene due to reaction with polymer residues. C. Deng, W. Lin, G. Agnus, D. Dragoe, D. Pierucci, A. Ouerghi, S. Eimer, I. Barisic, D. Ravelosona, C. Chappert and W. Zhao. J Phys Chem C (2014)
Contact NanoSaclay: Weisheng Zhao, Institut d'Electronique Fondamentale, Université Paris-Sud - CNRS, 91405 Orsay.
Collaborations:
• Department of Electronic and Information Engineering, Beihang University, Beijing, China
• Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay, Université Paris-Sud - CNRS, 91405 Orsay
• Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, CNRS, 91460 Marcoussis
• Siltene Technologies, 91405 Orsay
Pour la première fois, des LEDs à nanofils uniques InGaN/GaN cœur-coquille ont été fabriqués utilisant du graphène comme contact transparent.
Les nanofils épitaxiés par MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy) sur des substrats saphir ont été détachés de leur support pour fabriquer des LEDs à nanofils uniques utilisant un transfert de graphène, deux étapes de lithographie électronique suivi d’une gravure sèche et d’une métallisation. Les dispositifs réalisés montrent une forte électroluminescence visible à l’œil nu. Des excellentes propriétés électriques du contact graphène ont été attestées utilisant la microscopie de collection de charge. Ces composants à base de graphène pour l’injection des trous ont été comparés avec des LEDs de référence utilisant un contact métallique. Cette comparaison montre en particulier l’influence de la géométrie des contacts sur la couleur de l’électroluminescence. La cartographie de la cathodoluminescence sur la tranche des nanofils a permis d’identifier les régions riches en indium à l’échelle d’un nanofil unique.
Référence :
InGaN/GaN core−shell single nanowire light emitting diodes with graphene-based P‑contact.
M. Tchernycheva, P. Lavenus, H. Zhang, A. V. Babichev, G. Jacopin, M. Shahmohammadi, F. H. Julien, R. Ciechonski, G. Vescovi, and O. Kryliouk.
Nano Lett. (2014), 14, 2456−2465.
Contact NanoSaclay: Maria Tchernycheva, Institut d’Electronique Fondamentale, UMR 8622 CNRS, Université Paris Sud XI, 91405 Orsay
Collaborations:
- St. Petersburg Academic University, Nanotechnology Research and Education Centre, Russian Academy of Science, Russia
- Ioffe Physical - Technical Institute of the Russian Academy of Science, St. Petersburg, Russia
- ICMP LOEQ Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland
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GLO AB, Ideon Science Park, Sweden
