Une toute nouvelle manière d'observer les nanostructures
Les structures quantiques constituées de quelques milliers d'atomes ont fait l'objet de recherches notables à cause de leur usage potentiel en informatique quantique. En particulier, l'auto-organisation de surfaces semi-conductrices par des gouttelettes de métal a permis de fabriquer des structures quantiques dotées des propriétés électroniques et optiques voulues. Cependant et jusqu'à récemment, la structure résultante pouvait seulement être analysée à partir d'instantanés d'échantillons trempés, obtenus par microscopie à sonde et balayage. Ces techniques fournissent des informations utiles, mais ne permettent que de déduire indirectement le processus de croissance. Le projet TAQUS (Tailored quantum structures) visait à combler cette lacune. Les scientifiques financés par l'UE ont mis en place le tout premier microscope électronique à basse énergie d'Europe. Il utilise la focalisation d'électrons, comme les microscopes électroniques classiques, mais il en diffère par l'énergie des électrons qui interagissent avec la surface de l'échantillon. Ce système unique est sensible à la surface, et le sondage en profondeur est réglé en faisant varier l'énergie des électrons. Les scientifiques ont utilisé ce nouveau microscope pour obtenir des films en temps réel de l'assemblage de la structure quantique. Ils ont ainsi filmé la formation d'un anneau quantique d'arséniure de gallium via épitaxie de gouttelettes. Ces observations ont servi de base à un modèle théorique décrivant la formation de diverses formes d'anneaux quantiques. Le projet TAQUS a fourni les moyens d'utiliser le comportement collectif d'atomes pour personnaliser des structures quantiques en fonctions des besoins de l'informatique quantique. Les activités de suivi cherchent à compléter la microscopie électronique à basse énergie par des techniques comme l'imagerie annulaire en champ sombre, pour extraire d'autres informations concernant la nanostructure.
Mots‑clés
Semi-conducteur, structures quantiques, TAQUS, microscope électronique à basse énergie, informatique quantique
