Service de Physique de l'Etat Condensé

Nanométrologie magnétique
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Le laboratoire de Nanomagnétisme et Oxydes au SPEC possède des compétences, outils et expertises sur la caractérisation et le développement de capteurs magnétorésistifs (MR) (magnetoresistance géante ou tunnel) ultrasensibles pour diverses applications allant de la santé (IRM, imagerie MEG), des mesures neuronales in vivo, des biochips, du spatial, de la sécurité jusqu’à des applications grand public telles que l’automobile.

Dans ce cadre, un projet de nanométrologie magnétique a été démarré. Le projet a pour objectif de développer un microscope magnétique ultrasensible et quantitatif, permettant d’imager à température ambiante les champs magnétiques émis par une surface magnétique avec une résolution latérale atteignant la centaine de nm. Ce microscope combine un capteur magnétique de type MR et un microscope sonde locale à balayage de type AFM (Atomic Force Microscope). L’AFM permet un contrôle de la hauteur de la pointe et son déplacement, tandis que le capteur MR intégré dans la pointe AFM mesure le champ magnétique à chaque position sur l’échantillon avec une détectivité entre le nT/√Hz et le pT/√Hz.

 

Adapté de S.J. Bending et al., Advances in Physics 48, 449 (1999)

 Le but et l’intérêt de ce microscope est d’imager à température ambiante les champs magnétiques émis par une surface magnétique :

  • Avec une résolution de l’ordre de la centaine de nm
  • Avec une sensibilité entre le nT et le pT
  • De façon quantitative
  • Sans influencer l’échantillon (champ magnétique émis, échauffement,..)
  • En parallèle de la topographie de surface
  • Avec une facilité / un faible cout d’utilisation et à température ambiante

 Les caractéristiques attendues en feront une technique de microscope innovante et performante, comme le démontre le diagramme ci-dessus, comparant la sensibilité en champ magnétique et la résolution spatiale des techniques d’imagerie magnétique les plus utilisées.

 

Cette thématique est financée par :

  • Projet MIMOSA (MIcroscopie Magnétique lOcale de la Susceptibilité et de l’Aimantation grâce à un capteur magnétorésistif intégré) financé par le programme transversal nanoscience (financement interne CEA) (2016)

Collaboration avec le LIC (DRT/LIST/DISC/LIC)  du DISC (Dépar­te­ment Ima­ge­rie et Simu­la­tion pour le Contrôle).

Participation au consortium porté par Hans Werner Schumacher - PTB (Allemagne)

 

 

Maj : 30/11/2017 (2582)

 

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