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Couches biréfringentes

by Anne-Marie - published on , updated on

Participants :

Aurélien Quittet (apprenti IOGS), Thierry Gacoin , Jacques Peretti (EPS)

Aujourd’hui, il existe deux manières de produire des lames biréfringentes, en taillant des cristaux naturels ou avec des films de polymère. Les lames réalisées à partir de cristaux possèdent une très bonne qualité optique et de résistance mais ne permettent pas d’accéder à grande surface (typiquement de quelques centimètres), tandis que les polymères sont de moindre qualité mais disponible en grande taille. Une nouvelle technique permet de réaliser des couches minces biréfringentes à partir d’une solution de nano-bâtonnets de LaPO4, qui nous permet d’allier les avantages des cristaux et des polymères, une grande surface et une bonne qualité optique.
On utilise pour cela une machine de dépôt de type Doctor Blade. Cette machine est équipée d’un couteau de dépôt mobile qui va venir racler une goutte de solution sur un substrat, créant ainsi un film mince de solution sur tout le substrat.
Grâce aux forces de cisaillements créées par le passage du couteau, les nano-bâtonnets vont s’aligner permettant l’apparition de biréfringence. En évaporant le solvant de la solution juste après le passage du couteau, on va pouvoir fixer les bâtonnets sur le substrat et ainsi donner les propriétés de biréfringence à l’échantillon. En jouant sur la hauteur et sur la vitesse de passage du couteau, on peut ainsi contrôler la hauteur de la couche mince et donc contrôler la valeur de biréfringence de notre couche qui est proportionnelle à l’épaisseur de la couche.
Cette nouvelle méthode de fabrication de lames biréfringentes permet de mettre en œuvre des couches de la centaine de nanomètre à quelques microns sur de grandes surfaces (typiquement 100*100mm). On obtient ainsi des lames biréfringentes avec des propriétés proches des lames créées à partir de cristaux mais avec des tailles plus importantes.

Lame de microscope (25*75 mm) où a été déposée par Doctor Blade une solution de LaPO4, donnant des propriétés de biréfringence: (en haut) image entre polariseurs croisés, (en bas) mesure de la biréfringence sur l’ensemble de la lame.