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Nanofabrication par laser: des nanopiliers qui émergent du saphir

Les lasers femtoseconde sont connus pour permettre de la découpe extrêmement précise des matériaux ou texturer les surfaces. Une équipe de FEMTO-ST a réalisé une première mondiale, ouvrant une nouvelle utilisation de ces lasers.

Il s’agit de générer, avec une seule impulsion laser, des nanopiliers à haut rapport de forme sur le saphir, en déplaçant un grand volume de matière depuis l’intérieur du matériau vers la surface. Ces travaux sont publiés dans « Laser & Photonics Reviews » et mis en avant par CNRS Ingénierie.

Leur approche repose sur l'utilisation de faisceaux tubulaires, également appelés faisceaux de Bessel d'ordre supérieur, qui induisent une micro-explosion cylindrique dans le matériau. Selon l'intensité laser, cette micro-explosion permet de déplacer un nano-pilier hors du matériau (voir illustration) ou même de créer un nano-jet soumis aux instabilités hydrodynamiques, se figeant pour former des structures avec un rapport de forme élevé et des morphologies variées. Ces nano-piliers ont un diamètre typique de 800 nm et des hauteurs atteignant jusqu’à 15 µm.

Il est intéressant de noter que les structures obtenues sont cristallines. Ces nano-piliers pourront donc trouver des applications dans divers domaines tels que les métamatériaux, la mécanique, la santé, les capteurs, la photonique ou la phononique. D'un point de vue fondamental, ces résultats démontrent également la capacité à confiner l'interaction laser-matière à des échelles de l'ordre de la cinquantaine de nanomètres, même dans des régimes thermodynamiques extrêmes.

Voir l'actu CNRS Ingénierie

Contact : François Courvoisier

https://doi.org/10.1002/lpor.202300687

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    Le Jury du Comité Blondel a désigné Daniel Hissel, lauréat de l’édition 2017 de la Médaille Blondel pour ses contributions déterminantes à la conception et à la gestion de systèmes énergétiques utilisant l’hydrogène et les piles à combustible.

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  • UBFC lauréate du PIA 3 "Ecoles universitaires de recherche"

    Le projet "Ingénierie et innovation au travers des sciences physiques, des hautes technologies, et de l'interdisciplinarité" (EIPHI) est lauréat du PIA 3 " Écoles universitaires de recherche "
    Porté par Laurent Larger, directeur de FEMTO-ST, ce projet implique l'uB, l'UFC, l'UTBM et l'ENSMM, ainsi que le CNRS. Il s'appuie sur les écoles doctorales Sciences pour l'ingénieur (SPIM) et Carnot-Pasteur et sur les laboratoires FEMTO-ST et ICB.

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  • Laurent LARGER en direct sur RFI !

    Pourquoi s’inspirer du cerveau pour les ordinateurs du futur ? Laurent Larger nous répond !

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  • Le projet ANR NEMRO mis en lumière par IEEE Spectrum !

    Le projet ANR NEMRO présenté à la conférence IEEE/RSJ a été sélectionné par IEEE Spectrum !

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  • De nouveaux capteurs pour localiser les foyers épileptiques dans le cerveau

    Grâce à de nouveaux capteurs non-métalliques brevetés, une électro encéphalographie pourra être réalisée simultanément avec une IRM du cerveau. Une avancée importante pour le diagnostic et le traitement de l'épilepsie et d'autres maladies neuronales, en cours de développement au Département d'optique de FEMTO-ST. Ce projet de maturation soutenue par la SATT Grand Est, d'une durée de 24 mois, fait l’objet d’un article dans la lettre de l’innovation du CNRS.

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