TERS à l'echelle atomique: plateforme Pico-Raman pour des études chimiques à résolution ultime – AtomiChem

Les outils permettant d’explorer la matière à l’échelle ultime, à savoir l’atome individuel, sont devenus indispensables pour la compréhension de ses propriétés physico-chimiques fondamentales. Pour ce qui est des propriétés électroniques, magnétiques et optiques notamment, les techniques de microscopies en champ proches tiennent un rôle essentiel car elles offrent non seulement une résolution atomique, mais autorisent également la manipulation d’atomes ou molécules uniques. Cependant, elles ont en général une pauvre sensibilité chimique et il est donc difficile, par exemple, d’identifier exactement la nature d’une molécule, ou de différencier des molécules très semblables. La spectroscopie Raman, au contraire, donne une signature précise de la molécule, liée à sa constitution intime. Mais sa résolution spatiale est faible, limitée par la diffraction de la lumière. AtomiChem a pour but un développement instrumental qui combinera microscopie tunnel (STM) et spectroscopie Raman, afin d’établir une méthode de spectroscopie Raman exaltée par pointe STM (TERS), également appelée pico-Raman, et permettant de caractériser la nature chimique de structures organiques avec des résolutions sub-moléculaires. Ce projet a pour but

i) de développer un appareil pico-Raman, compatible ultra-vide et très basse température (~5 K), afin d’étudier des assemblages moléculaires sur une surface, jusqu’à la molécule isolée. Un objectif est de proposer un appareil facile d’emploi, utilisable en routine. A terme, il est envisagé de proposer une solution commerciale clé-en-main.

ii) Cet appareillage pico-Raman permettra d’étudier des dispositifs moléculaires à l’échelle de ses constituants moléculaires, notamment la relation structure-fonctionnalité dans des configurations de dispositifs en opération.