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Percée scientifique : la technologie révolutionnaire développée au Technion qui combine la nano-optique et le magnétique pour identifier la non-uniformité nanométrique dans les puces électroniques et photoniques -22/05/2020

Un coup de projecteur sur l'innovation : L'équipe du Professeur Erez Hasman, chef du laboratoire de nano-optique du Technion, a récemment publié un article révolutionnaire dans la prestigieuse revue Nature Nanotechnology, qui laisse percevoir de grandes opportunités de recherche nouvelles dans le domaine. La recherche a été dirigée par le Docteur Bo Wang en collaboration avec le Docteur Kexiu Rong, le Docteur Elhanan Maguid et le Docteur Vladimir Kleiner.

La technologie des puces électroniques, la nano-mécanique et la nano-photonique traitent des composants à l'échelle nanométrique, nécessitant un contrôle de qualité extrêmement précis du processus de production des puces. Dans le domaine de la micro-nanoélectronique, la qualité des puces est testée à l'aide d'un microscope à faisceau d'électrons, sur lequel la puce est placée, plus précisément dans une chambre profonde.

Il s'agit d'un processus extrêmement long et compliqué, et ainsi les moyens de contrôle de la production des puces sont limités.

Le contrôle de la qualité par optique surmonte ce problème car la mesure est effectuée rapidement ; cependant, en raison de la longueur d'onde de la lumière, cette méthode n'est pas suffisamment précise.

Le nouveau système développé au Technion de par l'équipe de recherche du Professeur Hasman est basée sur une recherche scientifique intensive dans des domaines qui combinent l'interaction de la lumière et des matériaux avec les champs magnétiques. Les puces électroniques sont constituées de composants nanométriques qui doivent être très précis et uniformes (ils ne peuvent pas différer de plus de 1 à 5 nanomètres) dans un cycle plus petit qu'une longueur d'onde de lumière visible. Par conséquent, si la puce est illuminée, la lumière réfléchie ou transmise par celle-ci rendra impossible la mesure de la dispersion nanométrique - un paramètre critique pour le fonctionnement de la puce.

Cette percée scientifique combine l'exploitation d'un champ magnétique dans un microscope optique et l'éclairage avec une lumière polarisée sur des méta-atomes ferromagnétiques présentant des troubles à l'échelle nanométrique. Cela divise l'angle du faisceau lumineux de telle sorte que la lumière est réfléchie sous forme de deux faisceaux avec des polarisations circulaires opposées (en langage scientifique, la polarisation circulaire est appelée « spin photonique » - le photon étant une particule lumineuse). L'angle divisé est minuscule et les chercheurs utilisent donc une technique connue en mécanique quantique sous le nom de « mesure faible » (weak measurement), que le Professeur Yakir Aharonov de l'Université de Tel Aviv a suggéré d'utiliser pour les mesures quantiques.

Professeur Erez Hasman

De plus, cette découverte ouvre les portes à de nouvelles possibilités pour mesurer des troubles extrêmement petits dans les champs magnétiques et dans le magnétisme de divers matériaux, ainsi que de nouvelles opportunités pour la recherche de divers phénomènes de fluctuation en mécanique quantique et dans bien d'autres domaines.

Selon le professeur Hasman, « la publication des recherches dans cette prestigieuse revue montre que même pendant les périodes difficiles, telles que la crise actuelle du Coronavirus, le Technion continue de publier des articles révolutionnaires dans les principales revues scientifiques. Notre groupe de recherche est constitué de scientifiques de diverses disciplines, dont la physique, les matériaux et l'ingénierie, qui étudient les sciences fondamentales et la recherche appliquée qui mènent à de nombreuses applications dans l'industrie de haute technologie. Cette recherche interdisciplinaire mène à un nombre croissant de succès qui ont un impact sur le progrès scientifique et sur le développement d'applications technologiques importantes et diverses. »

La recherche a été financée par l'Israël Science Foundation, le Ministère israélien des Sciences, de la Technologie et de l'Espace, la United States − Israël Binational Science Foundation (BSF), l'US Air Force Office of Scientific Research et, en partie, par le Technion via la bourse Aly Bourse Kaufman. La fabrication a été effectuée à l'unité de fabrication et d'impression Micro-Nano (MNF & PU) du Technion.

Le contact du laboratoire est : hasman.technion.ac.il

Cliquez ici pour l'article dans Nature Nanotechnology

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