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FP7

DIADEMS Résultat en bref

Project ID: 611143
Financé au titre de: FP7-ICT
Pays: France

Mesurer des champs magnétiques à l'échelle nanométrique

Des scientifiques financés par l'UE ont conçu un nouveau magnétomètre capable de mesures jusqu'à l'échelle atomique, ouvrant ainsi la voie à des progrès notables dans de nombreux domaines scientifiques.
Mesurer des champs magnétiques à l'échelle nanométrique
La capacité de mesurer avec exactitude les champs magnétiques est essentielle pour une large gamme d'études scientifiques comme les scanners du cerveau, l'informatique, la détection de ressources souterraines telles que pétrole ou gaz, et encore la cartographie de sites archéologiques.

Le projet DIADEMS, financé par l'UE pour 4 ans, cherche à faire progresser les techniques utilisées pour détecter les champs magnétiques, afin d'optimiser leur exactitude jusqu'à l'échelle la plus petite possible, celle du nanomètre.

Un magnétomètre à diamants

DIADEMS crée des capteurs très petits, capables de détecter des signaux magnétiques très faibles. Pour cela, ses scientifiques remplacent par un atome d'azote un seul atome de carbone d'un cristal de diamant extrêmement pur, tout en laissant vide un site voisin dans le réseau cristallin. Ceci crée un centre d'inoccupation de l'azote.

Ces centres sont des structures solides de type atomique, dotées de propriétés magnétiques obéissant à la mécanique quantique, et qui conviennent pour réaliser des magnétomètres très sensibles, à l'échelle atomique. «Le processus que nous mettons au point permet de contrôler l'orientation des centres d'inoccupation dans le cristal. C'est une technique plutôt nouvelle», explique le Dr Thierry Debuisschert de Thales SA (un grand groupe français d'ingénierie et d'électronique), coordinateur du projet DIADEMS.

DIADEMS utilise des diamants artificiels purs, fabriqués en laboratoire dans des conditions très contrôlées. Les scientifiques ont créé le centre d'inoccupation dans le cadre de conditions très exigeantes, mais ces centres sont utilisables à température normale. Ce qui veut dire qu'une fois le système au point, il sera bien plus facile à appliquer que ceux qui exigent des conditions particulières comme des températures très basses.

Des capteurs compacts pour la biologie, l'informatique et l'exploitation minière

Le projet veut réaliser des imageurs par champ magnétique capables de mesures d'une grande précision. Il vise aussi à mettre au point un magnétomètre sonde et des têtes de capteurs ayant une résolution très fine.

«Il s'agit de capteurs d'échelle atomique, permettant des mesures localisées dans une plage de 10 nanomètres. Ils ont aussi une bonne sensibilité. Nous comptons fabriquer des capteurs compacts, sensibles et faciles à utiliser, pour des domaines comme la biologie, le stockage magnétique et l'exploitation minière», explique le Dr Debuisschert.

À l'aide de ces techniques, les chercheurs pourront suivre précisément ce qui se passe à l'échelle atomique et moléculaire, ouvrant ainsi une large gamme de nouvelles applications. Les scientifiques pourront alors observer le spin de leurs électrons pour voir comment se comportent les molécules lors de réactions chimiques. Les techniques mises au point par le projet pourraient aussi conduire à des disques de stockage informatique plus petits, plus rapides et plus denses (car les techniques quantiques permettent de réduire la taille des domaines magnétiques stockant l'information). Elles pourraient aussi servir à analyser les circuits microélectroniques utilisés dans les smartphones. Enfin, elles pourraient permettre d'étudier les champs magnétiques générés par l'activité des neurones dans le cerveau. À terme, ceci pourrait améliorer la compréhension de maladies neurodégénératives comme celle d'Alzheimer.

«Cette technique de pointe permet des mesures impossibles avec les autres techniques. Elle peut suivre le signal de résonance magnétique d'une seule molécule, et mesurer la température d'un objet à l'échelle du micromètre», ajoute le Dr Debuisschert.

Il reste que le développement de techniques aussi sophistiquées en est encore à ses débuts et est confiné aux laboratoires. Bien que ce soit hors des objectifs du projet, le Dr Debuisschert souligne «qu'une prochaine étape importante est de mettre au point des applications concrètes, hors du laboratoire.»

Pour plus d'informations, veuillez consulter: site web du projet DIADEMS.

Informations connexes

Mots-clés

DIADEMS, diamants, mesures magnétiques, capteurs, cartographique du cerveau, informatique, TIC, quantique
Numéro d'enregistrement: 182749 / Dernière mise à jour le: 2016-05-12
Domaine: Technologies industrielles