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Laboratoire de Physique de la Matière Condensée

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NANO-STRUCTURATION OPTIQUE des SURFACES en CHAMP PROCHE

Personnes impliquées :

Jacques Peretti, Yves Lassailly, Khalid Lahlil, Jean-Pierre Boilot

Collaborations extérieures :

Céline Fiorini (CEA Saclay),
Fred Brouwer (Université d'Amsterdam, Pays Bas)
[Image: Silicon based metal semiconductor hybrid]
Ecriture du logo “CNRS” ligne par ligne en champ proche optique sur un film sol-gel contenant des unités d’azobenzène greffées par l’une de leurs extrémités à la matrice de silice. La hauteur des pixels blancs est de 6 nm et leur largeur à mi-hauteur de 55 nm environ. Dimension de l’image 2x2 microns carré.

Le greffage de molécules photochromiques dans des matrices organiques ou hybrides organo-minérales conduit à la formation de matériaux photosensibles, qui peuvent etre optiquement structurés à l’échelle nanomètrique. En effet, les cycles répétés de photoisomérisation trans/cis se manifestent par des phénomènes de migration importante de matière. Cette modification de topographie induite par la lumière a été observée par microscopie à sonde locale basée sur la détection des forces de cisaillement. En approchant à quelques nanomètre de la surface du matériau une nanosource lumineuse, on peut inscrire et visualiser simultanément des structures de dimension très inférieure à la longueur d’onde (λ/10=50 nm).

En associant les techniques de microscopie champ proche-force de cisaillement et d’interféromètrie, la cinétique de formation de réseau de surface a été suivi in-situ et en temps réel. A titre d’exemple, l’image ci-dessous montre l’évolution de la déformation de la surface sous illumination continue d’un réseau d’interférences produit par deux faisceaux laser polarisés p. Au temps initial, la détection du signal optique transmis au-travers de la couche photosensible est concomitant à la formation d’un réseau en phase avec l’excitation optique (pics et vallées corespondant respectivement aux franges claires et sombres). A des temps plus longs, le réseau inscrit s’efface pour donner place à un autre réseau en opposition de phase avec le réseau optique. La matière migre alors des franges claires vers les franges sombres.

[Image: Silicon based metal semiconductor hybrid] Images enregistrées en temps réel de la déformation photoinduite d’un film sol-gel contenant des molécules d’azobenzène. Image de gauche : Intensité lumineuse du faisceau d’interférences projeté en face avant du film. Image de droite : Image topographique montrant l’évolution de la déformation du réseau inscrit dans le film et la zone de bifurcation lié à l’existence de deux mécanismes distincts intervenant dans la déformation de matière sous lumière.figure dans une autre fenêtre

Publications significatives :

*Copyright 2001 American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.