De minuscules capteurs magnétiques promettent d'incroyables révélations et enseignements
Publié par Redbran le 29/12/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS
Il y a beaucoup à apprendre de ce qui est visible à l'œil nu mais les outils et les progrès techniques ont considérablement élargi notre champ de vision. Préparez-vous à une révélation car des scientifiques financés par l'UE lancent un microscope à effet tunnel (Le microscope à effet tunnel (en anglais STM, Scanning Tunneling Microscope) fut inventé en 1981 par des chercheurs d'IBM, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui reçurent...) pour l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La...) magnétique non invasive des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) à une résolution inégalée.


© Qnam

Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) et l'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner. Elle...) nous informent sur le monde (Le mot monde peut désigner :) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) qui nous entoure. Des télescopes aux microscopes à force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les...) atomique (AFM), les instruments révèlent la magie qui se produit trop loin ou à trop petite échelle pour pouvoir être observée autrement.

Aujourd'hui, des chercheurs européens de Qnami, une start-up suisse, ont développé des nanocapteurs quantiques novateurs. Les nanocapteurs permettent la "visualisation" d'échantillons de manière non invasive à la plus haute résolution spatiale disponible sur le marché. Le financement par l'UE du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) NanoMAGIQ a donné une connaissance du marché, aidant l'équipe à se positionner pour des financements supplémentaires, une optimisation de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) et un lancement de produit.

Les diamants sont les meilleurs amis du capteur quantique

Selon Mathieu Munsch, PDG de Qnami et coordinateur du projet, "contrairement à l'informatique quantique (L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des ordinateurs quantiques utilisant des phénomènes de la mécanique quantique, par...) qui impose de minimiser l'influence de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) (par exemple, en travaillant sous vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) à des températures cryogéniques), la détection quantique utilise l'extrême sensibilité des systèmes quantiques à leur environnement pour effectuer des mesures très précises".

En se basant sur le travail pionnier du Laboratoire de détection quantique du Département de physique de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Bâle, Qnami s'est concentré sur une technologie unique de détection quantique à l'aide de centres azote-lacune (nitrogen-vacancy, NV) du diamant (Le diamant est un minéral composé de carbone (tout comme le graphite et la lonsdaléite), dont il représente l'allotrope de haute pression, qui cristallise dans le système...), de minuscules défauts qui peuvent piéger un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) unique. Une manipulation et une mesure précises de l'état d'un électron unique permettent de réaliser des mesures extrêmement sensibles des champs électriques et magnétiques.

En utilisant des procédés de micro-fabrication standard, Qnami fonctionnalise et coupe les diamants pour créer des capteurs magnétiques quantiques. M. Munsch explique: "En intégrant les capteurs quantiques dans un AFM, nous pouvons obtenir des images d'extrêmement haute résolution d'échantillons en combinant la topographie et le paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un espace limité, d'un « pays ». Portion de l'espace terrestre saisi...) magnétique. Aujourd'hui, notre résolution latérale est d'environ 50 nm et nous avons pour objectif d'atteindre une résolution de 10 nm." Autrement dit, sa résolution n'est pas loin de vous permettre de distinguer votre ADN, qui fait environ 2,5 nm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer qu'une valeur...).

Les nanocapteurs magnétiques attirent l'attention

Selon M. Munsch, "outre le fait qu'elle propose la plus haute résolution spatiale du marché, la solution d'imagerie magnétique de Qnami est non-invasive, permettant aux scientifiques d'étudier les matériaux les plus fragiles et les designs les plus délicats avec un niveau de détail inégalé". En outre, des valeurs exactes sont extraites de manière simple, donnant des résultats quantitatifs reproductibles.

Les ingénieurs et les scientifiques qui travaillent dans la spintronique sont les premiers à adopter cette technologie. M. Munsch explique: "Tous les disques durs depuis les années 1990 utilisent la technologie spintronique. Demain, cela pourrait être le cas pour toutes les puces informatiques. Notre objectif est de soutenir ces ingénieurs et scientifiques avec des informations uniques et quantitatives sur leurs appareils afin qu'ils puissent créer, concevoir et livrer l'électronique du futur (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.). Notre collaboration avec Horiba pour développer le premier prototype va dans ce sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive...)."

Qnami se prépare à une pénétration rapide du marché, planifiant une poursuite de son expansion en 2020. L'entreprise va recruter du personnel pour des postes dans l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.), les ventes, le marketing (Le marketing (on utilise aussi parfois — dans 7% des cas, d'après les chiffres donnés par Google — le néologisme français mercatique) est une discipline qui cherche à déterminer les offres de biens...), le développement commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) notamment et encourage fortement les femmes à postuler.

M. Munsch conclut: "Avec NanoMAGIQ, nous avons mis en place un projet avec des objectifs ambitieux. Les interactions avec nos futurs clients ont été extrêmement riches et nous ont aidé à façonner nos idées au-delà de ce que nous avions prévu et nous confirment dans notre conviction que nous répondons à une demande importante." Préparez-vous à la vague (Une vague est un mouvement oscillatoire de la surface d'un océan, d'une mer ou d'un lac. Les vagues sont générées par le vent et ont une amplitude crête-à-crête allant de quelques centimètres à 34 m (112 pieds), la plus haute vague jamais...) quantique et à des révélations sur les matériaux et les dispositifs jadis inimaginables.

Pour plus d'information voir: projet NanoMAGIQ
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