Plateau Instrumental Nanoélectronique, Métrologie & Térahertz

Responsable : CONSEJO Christophe
Chargé de projet : BONNET Laurent

Les recherches réalisées au sein des équipes METQ, TEST et TQNS s’appuient sur 2 ensembles instrumentaux :

Ensemble instrumental Nanoélectronique et Métrologie
Cet ensemble offre des dispositifs expérimentaux dédiés à l’étude du transport électronique à faible niveau d’excitation et bas niveau de bruit (<3 nV/sqrt(Hz) – BP<100 kHz). D’une part des instruments de mesure électrique à caractère métrologique (voltmètre 8 digits et 1/2, sources stabilisées, impédancemètre dans le domaine du kHz au MHz, …). D’autre part un ensemble de cryostats permettant l’exposition des échantillons à des champs magnétiques intenses (jusqu’à 16 Tesla) et des températures extrêmes (de 40 mK à 800 K). Pour cela, les échantillons sont soumis à des champs magnétiques intenses (jusqu’à 16 Tesla) et des températures extrêmes (de 40 mK à 800 K).
Ensemble instrumental Térahertz
Les outils disponibles permettent de mener la fois des recherches fondamentales basées sur des techniques de spectroscopie dans la gamme THz mais aussi de développer des capteurs et émetteurs innovants. Ils servent aussi à des recherches plus appliquées, couplant l’imagerie et la spectroscopie THz à l’agronomie.

Un cryostat Oxford équipé d’un aimant de 16 T et d’un insert de température variable de 1.7 K à 300 K, couplé à un spectromètre Bruker Vertex 80V.
Un « cryofree » Cryogenic, magnéto-optique, équipé d’une bobine supraconductrice splitté de 6 T, température variable de 1.7 K à 300 K, fenêtres optiques en diamant et TPX.
Un « cryofree » Janis, optique, avec une température variable de 1.7 K à 300 K, équipé de fenêtres optiques en quartz et TPX.
Un spectromètre Terahertz dans le domaine temporel, Teraview Terapulse 4000, gamme spectrale de 60 GHz à 4 THz (2 cm^-1 – 133 cm^-1) et résolution typique de 1.7 GHz.
Des sources électroniques AMC VDi couvrant toute la gamme de fréquences 70 GHz – 1 THz, elles sont composées de synthétiseurs de fréquence et de chaînes d’amplification et de multiplication.
Des sources de fortes puissance (>mW) à fréquence fixe à 140 GHz, 292 GHz et 610 GHz.
Des lasers à cascade quantique (QCLs) de fortes puissance (>mW) à fréquence fixe entre 2.5 et 4.8 THz.

Un cryostat Oxford équipé de deux bobines supraconductrices superposées (configuration unique au monde) de 8 T et 14 T, dédié à l’émission Landau (projet TEASER) ;
Une « diluette » de marque « Concept soudure » avec une température de base de 40 mK, insérable dans le cryostat précédent ;
Un cryostat « Cryogenic » avec bobine supraconductrice de 13 T, un insert de température variable de 1.7 K à 300 K et/ou d’un insert à Hélium 3 avec une température de base de 300 mK ;
Un « cryofree » Janis, température entre 10 K et 800 K, couplé à un électroaimant de 1 T.
Un système de transfert/report sous boîte à gant permet la fabrication d’hétérostructures à base de matériaux 2D lamellaires (graphène, hBN, dichalcogénures de métaux de transition).
La fabrication des échantillons (croissance, lithographie) est soit confiée à d’autres équipes, soit réalisée en salle blanche à la Centrale de Technologie en Microélectronique (CTM) de Montpellier.