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Polymer-based nanowires

Molecules, salt and light :  an easy recipe to provide giant nanowires !

On-surface polymerization of organic precursors provides new possibilities to form highly-stable and atomically-defined nanostructures with desired properties. As emphasized by the Nobel Prize in Physics in 2016, awarded for early work in understanding topological phase transitions and topological phases of matter, the formation of artificial matter exhibiting properties controlled by their symmetry is very promising in nanoelectronics. This issue has been addressed by many research groups who performed on-surface reactions under ultra-high vacuum (UHV) conditions and on atomically clean single-crystal metal substrates. In this solvent-free environment, classical chemical reactions such as Ullmann type coupling, Glaser coupling, and many more have successfully been used to create well-defined and covalently bound organic 1D and 2D structures with dimensions of about 100 nm. However, for the basic building blocks of molecular circuitry to interconnect active devices there is a need to fabricate isolated nanowires with a length larger than 1 μm.

Other than length, the main limitations of structures fabricated to date for use in future nanoscale electronic and optical devices are (i) the use of metal substrates (for instance, leading to non-radiative quenching), (ii) the high number of defects in the formed covalent structures, and (iii) the side-products of some reactions that might remain on the substrate surface. This is why in our work, published in Nature Chemistry,  we overcome these identified obstacles by using a side product-free 1D polymerization on an alkali-halide surface. This new concept is driven by light-induced radical polymerization, a classic chemical reaction pathway, but one which has never been transferred onto the surface of bulk insulators so far. 

Noncontact atomic force microscopy was used to evaluate the geometrical structure of the fibres formed on the KCl substrate and to test both their mechanical and thermal stability. A deeper insight into the reaction mechanism and the energy barriers involved is obtained by comparing the experimental observations with calculations, which revealed the strong localization of the active biradicals at the fibre ends.

We hope that with our work we will ‘initiate’ a completely new way to synthesize organic compounds on surfaces, especially on insulating substrates.

Contact : Frédéric Chérioux

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  • Journée de présentation du réseau national des grandes centrales de technologie

    La journée annuelle de présentation du réseau Renatec-Leti se déroule jeudi 20 mars dans chacune des 7 centrales du réseau national RTB. Elle permet de faire le lien entre ceux qui ont des besoins dans le domaine des micro et nanotechnologies (académiques, industriels, PME, start-up) et les ressources technologiques disponibles au sein de ces centrales réparties sur l’ensemble du territoire.
    A Besançon, cette journée est organisée par l’institut FEMTO-ST et se déroule de 10h à 16h dans ses locaux et à la maison des microtechniques.

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  • Le plein d'hydrogène

    Alors que le problème du rejet des particules fines par les voitures diesel est au cœur des débats, l'utilisation de l'hydrogène comme combustible est une alternative sérieuse et intéressante.
    Mais il reste des freins au développement de l'hydrogène, notamment son stockage. Un stockage qui doit être sûr, fiable, avec des réservoirs qui puissent se remplir et se vider assez vite. À l'Institut FEMTO-ST, David Chapelle et Ali Haidar Zeaiter étudient le stockage de l'hydrogène dans les alliages solides.

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  • Voyage au centre d'une fibre optique

    Tous les ans, des millions de kilomètres de fibres optiques sont installés dans le monde. Ces longs cheveux de verre permettent de transmettre de très grandes quantités d'informations sous forme de lumière.
    Jean-Charles Beugnot, chercheur à l'Institut FEMTO-ST, utilise les fibres optiques de façon un peu différente. Il modifie les propriétés de la lumière, comme sa couleur. L'un de ses objectifs est de mettre au point des réseaux optiques, plus rapides et plus économiques en énergie.

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  • Premier rotor nanométrique sur une surface de silicium

    Le groupe Nanoscience de FEMTO-ST, en collaboration avec le CEMES à Toulouse, a réussi à mettre au point le premier rotor nanométrique sur une surface de silicium. La rotation du nano-rotor est induite par la température et elle est observée par microscopie à effet tunnel à température ambiante. Ces résultats sont publiés dans la revue ChemPhysChem. L’éditeur a choisi d’illustrer la couverture intérieure de son numéro de février par une vue artistique représentant la rotation des molécules sur la surface.

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  • Journée du réseau national des grandes centrales de micro et nanofabrication

    Une journée nationale d’information et d’échange se déroulera le 20 mars prochain, en parallèle dans chacune des grandes centrales du réseau RTB. A Besançon, elle aura lieu de 10h à 16h au sein de la centrale de technologie de FEMTO-ST située à Temis Innovation –Maison des Microtechniques

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  • 3ème édition du séminaire croisé LMB/ FEMTO-ST

    La troisième édition du séminaire croisé entre le Laboratoire de Mathématiques de Besançon et l'institut FEMTO-ST se déroulera le mardi 18 février prochain dans les locaux de l'UFR-ST

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  • Inauguration plateforme µROBOTEX

    Dans le cadre de la semaine européenne de la robotique, FEMTO-ST inaugure lundi 25 novembre à 10h dans les locaux de l’ENSMM (Besançon), sa nouvelle plateforme dédiée au développement de projets sur la manipulation et l’assemblage automatisé de micro/nano-composants.
    Ouverte aux partenaires académiques et industriels, cette plateforme de tout premier plan international est aujourd’hui opérationnelle.

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  • François Bastien auteur de : Sciences exactes ? Les limites de la science

    Physicien de formation, François Bastien a enseigné dans de nombreux domaines : mathématiques, électricité, optique, thermodynamique, physique des vibrations, physique des capteurs, acoustique des solides, informatique, électronique numérique et électrotechnique.

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  • Electrochemical Components, un ouvrage co-écrit par Marie-Cécile Pera et Daniel Hissel

    Nos besoins en objets électriques nomades sont croissants, et ceci dans une gamme étendue de puissance, allant du téléphone portable au véhicule électrique.
    Cet ouvrage s’intéresse aux moyens de stockage communément utilisés dans des systèmes hybrides, pour des applications stationnaires ou transport. Il s’appuie sur des principes de base de l’électrochimie accessibles avec un bagage minimal de culture scientifique.

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  • HAPTIQUE : 1er Forum international sur les propriétés sensorielles et tactiles des matériaux

    Les 29 et 30 octobre 2013 se tiendra, dans les locaux de l’ENSMM, le premier forum international Haptique qui a pour objectif de faire le point sur les propriétés sensorielles et tactiles des matériaux.

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