• Ingénierie: la première image 3D de la structure de la lumière dans le domaine de l’infrarouge au voisinage d’un nanocube de quelques milliers d’atomes de haut, a été obtenue!____¤202103

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Three dimensional vectorial imaging of surface phonon polaritons» ont été publiés dans la revue Science, a permis, grâce à la microscopie électronique, d'obtenir la première image tridimensionnelle de la structure de la lumière dans le domaine de l’infrarouge au voisinage d’un nanocube constitué de seulement quelques milliers d’atomes de haut.

     

    Relevons tout d'abord que la microscopie électronique, qui «utilise un faisceau d'électrons pour illuminer un échantillon et créer une image très agrandie», permet aujourd’hui «d’obtenir des mesures toujours plus complètes de propriétés physiques, «avec une résolution spatiale inégalée, jusqu’à visualiser des atomes individuellement». Ainsi, «Chromatem, l’instrument de l’Equipex Tempos dédié à la spectroscopie, est l’un de ces microscopes nouvelle génération», qui «sonde les propriétés optiques, mécaniques et magnétiques de la matière avec une très grande résolution, égalée par seulement trois microscopes au monde».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a examiné avec Chromatem un nanocristal d’oxyde de magnésium. Concrètement, «la vibration de ses atomes crée un champ électromagnétique, détecté uniquement dans le domaine de l’infrarouge moyen». Comme «lorsque les électrons émis par le microscope rencontrent indirectement ce champ électromagnétique, ils perdent de l’énergie», la mesure de cette perte d’énergie, permet «d’en déduire le contour du champ électromagnétique présent autour du cristal».

     

    La difficulté réside dans le fait que «ce type de microscopie ne permet d’obtenir que des images en deux dimensions». Afin de «visualiser tous les coins, les arêtes et les faces du cube», cette étude a pu développer «des techniques de reconstruction d’image qui permettent pour la première fois d’obtenir des images en trois dimensions du champ présent autour du cristal». Ces techniques, à terme, seront en mesure «de cibler un point précis du cristal et de réaliser par exemple des transferts de chaleurs localisés».



    Au bout du compte, comme «au-delà de l’oxyde de magnésium, de nombreux autres nano-objets absorbent de la lumière infrarouge, lors de transferts de chaleur par exemple», il «sera désormais possible d’imager ces transferts en trois dimensions». Il y a donc là «une piste à explorer pour optimiser la dissipation de chaleur dans les composants toujours plus petits de la nanoélectronique».

     

     


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