Giga progrès pour les nanostructures
La lithographie atomique est une technique physique dans laquelle les trajectoires des atomes d'un faisceau atomique sont manipulées grâce à des faisceaux laser brouilleurs. La lithographie atomique façonne ainsi un faisceau d'atomes à l'aide d'un masque fait de lumière en vue de la fabrication de structures à l'échelle du nanomètre. Le projet NANOCOLD s'est fixé pour but de développer des nanotechnologies reposant sur le dépôt d'atomes ciblés par le faisceau laser, avec pour objectif ultime la fabrication d'éléments de base présentant un certain intérêt pour des applications en électronique, en optoélectronique et dans les technologies de l'information. Dans le cadre du projet NANOCOLD, des nanostructures ont été développées sur une surface grâce au dépôt direct d'atomes de césium froids. Par refroidissement d'un atome, on entend la phase au cours de laquelle un atome se déplaçant dans le faisceau diffuse beaucoup plus de photons qu'un atome qui s'éloigne du faisceau. Ce refroidissement peut être obtenu en ajustant la fréquence du faisceau de manière à réduire la vitesse de l'atome et, ce faisant, à le refroidir. Le faisceau atomique froid de l'appareil est produit en continu à partir d'un piège magnéto-optique (MOT, magneto-optical trap) pyramidal pour les atomes de césium. Le MOT est une configuration spécifique de miroirs montés sous forme de pyramide creuse, avec une petite ouverture au sommet, dans laquelle les atomes refroidis sont confinés en un petit volume. Le dépôt direct des atomes de césium froids sur une surface a été réalisé et combiné à des diagnostics microscopiques in situ effectués au moyen de la microscopie à effet tunnel à ultravide. Des substrats en graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG, Highly Oriented Pyrolytic Graphite), une forme relativement nouvelle de carbone de grande pureté, ont été utilisés pour le dépôt direct d'atomes de césium froids en présence d'un masque optique à onde stationnaire. L'observation d'une matrice régulière de nanolignes de césium s'est toutefois avérée difficile en raison des dimensions relativement petites des régions du substrat stables d'un point de vue atomique. Les efforts se sont dès lors concentrés sur l'étude de lignes isolées, lesquelles ont donné de très bons résultats. Le césium est extrêmement réactif dans l'air, de sorte que sa manipulation, son dépôt et son étude sont extrêmement difficiles. Les résultats du projet viennent enrichir les connaissances et la documentation disponibles sur la diffusion utilisée et les phénomènes de croissance rencontrés dans le régime mis en oeuvre. D'autres travaux doivent être réalisés afin de clarifier le rôle des paramètres du processus et des caractéristiques du substrat dans la détermination de la forme des dépôts.
