Des mesures thermiques sur les nanomatériaux
Mais pour mesurer les très petites capacités thermiques des nanomatériaux (la quantité d'énergie nécessaire pour changer leur température), il faut améliorer la calorimétrie. Le projet ATTOCALMAT («Atto-calorimetric tools to explore material properties in the nanoscale») a été lancé en vue de proposer un outil pour conduire des mesures thermiques à petite échelle. Il a mis au point une nanocalorimétrie par semi-conducteurs à impulsion microseconde, qui associe l'amélioration du signal résultant d'un balayage rapide avec un moyennage perfectionné du signal grâce à des semi-conducteurs. Le chauffage ultra rapide est essentiel pour obtenir une résolution élevée, et le moyennage du signal lisse les anomalies de mesure. Les scientifiques ont cherché à exploiter ce système pour mesurer la capacité thermique d'objets nanométriques en fonction de la température, du temps et des champs électriques ou magnétiques appliqués. Ces derniers facteurs sont critiques pour concevoir de nouveaux dispositifs spintroniques, photoniques ou de stockage magnétique. ATTOCALMAT a mis au point une configuration de mesure expérimentale, avec de nouveaux nanocalorimètres et un enroulement supraconducteur pour générer des champs magnétiques. Les nouveaux calorimètres ont une zone de sensibilité plus réduite, ce qui augmente la sélectivité. Cette instrumentation est synchronisée de sorte que le chauffage par impulsion se fait tout en contrôlant des variables externes comme le champ magnétique, la pression du gaz et la température. Le projet a ainsi notablement contribué à l'analyse de l'effet de la taille sur la capacité thermique. Les chercheurs ont appliqué leur nouvelle configuration expérimentale pour étudier les réactions d'interface entre le palladium, le nickel et le silicium, lequel forme des siliciures en s'associant avec le métal. Ils ont aussi conduit des expériences de mesure simultanées par nanocalorimétrie et par rayonnement synchrotron, apportant d'importantes informations sur la formation de la phase siliciure. L'optimisation et la finalisation des systèmes à zone réduite de chauffage par impulsion faciliteront de nouvelles mesures, importantes, des changements thermiques à petite échelle durant les processus thermiques. Les scientifiques et les ingénieurs pourront s'appuyer sur ces mesures pour concevoir de nouveaux dispositifs de stockage magnétique, de spintronique et de photonique.
