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Univ. Paris-Saclay

Faits marquants 2015

14 décembre 2015

La spectroscopie par Résonance de Spin Electronique (ESR) permet de déterminer la concentration et les propriétés des espèces paramagnétiques présentes dans un échantillon, ce qui en fait un outil d’analyse important pour la biologie et la chimie. La sensibilité des spectromètres les plus performants à l’heure actuelle ne permet cependant pas de détecter moins de 107 spins en une expérience, ce qui limite l’applicabilité de la méthode à des échantillons macroscopiques.

Comme le rapporte dans un article de Nature Nanotechnology une collaboration de chercheurs autour de l'équipe quantronique du SPEC,  Il est possible d’améliorer de 4 ordres de grandeur cette sensibilité en utilisant des techniques issues de la recherche sur les circuits supraconducteurs, permettant ainsi la détection de seulement 2 000 spins en une expérience et ouvrant la voie à la spectroscopie ESR de nano-échantillons.

L'objectif final ? Dans le cadre du projet ERC porté par Patrice Bertet : "Pousser la sensibilité de la méthode à sa limite quantique ultime", c’est-à-dire détecter un unique spin électronique ! Outre la possibilité d’effectuer la spectroscopie ESR de molécules uniques, ceci constituerait un tout premier pas vers le développement d’un processeur quantique à base de spins individuels intriqués et mesurés par des circuits électriques supraconducteurs.

 

09 janvier 2015

Les faisceaux laser permettent d'explorer la matière par divers type de spectroscopies de lumière (en émission ou absorption) ou électronique (par photoionisation, résolue en angle et/ou en énergie). Les signaux obtenus dépendent des caractéristiques de la lumière (longueur d'onde, polarisation et intensité) et suivent les règles de sélection, imposées par les règles de la mécanique quantique.

La collaboration de chercheurs, rassemblés autour de la chaine laser Aurore du CELIA à Bordeaux, vient de montrer qu'il est possible d'obtenir des impulsions laser femtoseconde (10-15 s) polarisées circulairement, par génération d'harmonique d'ordre élevé dans du SF6. Ceci ouvre la voie à de nouvelles spectroscopies, utile en chimie physique ou biologie (étude de molécules chirales) ou encore en physique du solide (surface et couches minces magnétiques). Ceci est illustré par l'observation du dichroïsme dans l'émission électronique par photoionisation de la molécule chirale de fenchone (essence polycyclique).

 

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