Technologies d’avenir
Les multiples propriétés des matériaux sont déterminées par le type d’atomes dont ils sont composés, par la manière dont ces derniers sont disposés et par leurs possibilités de mouvement. Dans le domaine Technologies d’avenir, les chercheuses et chercheurs de l’Institut Paul Scherrer veulent élucider ce rapport entre structures internes et propriétés observées pour diverses substances. Avec les connaissances qu’ils obtiennent, ils entendent créer les bases pour de nouvelles applications – que ce soit dans le domaines médical, dans les technologies de l’information, dans la production et le stockage énergétiques – ou encore pour de nouveaux procédés de production dans l’industrie.
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Zebra - un nouvel instrument pour le PSI
Entretien avec Oksana ZaharkoLes nouvelles interrogations scientifiques nécessitent des installations expérimentales toujours plus performantes. Dans l’entretien ci-après, Oksana Zaharko, chercheuse au PSI, explique les défis que représente la mise sur pied d’un nouvel instrument de recherche destiné à la recherche avec des neutrons.
Une nouvelle particule qui pourrait servir de base à de l’électronique économe en énergie
Le fermion de Weyl, découvert seulement l’an dernier, se déplace pratiquement sans résistance à l’intérieur de certains matériaux. Des chercheurs montrent à présent une voie possible pour l’utiliser dans des composants électroniques.
Cervin miniature
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer ont produit un grand nombre de maquettes détaillées du Cervin. Chacune d’elles mesure moins d’un dixième de millimètre. Ils démontrent ainsi comment fabriquer en série des objets 3D aussi délicats. Les matériaux qui portent à leur surface de minuscules structures 3D de ce genre présentent souvent des propriétés susceptibles de réduire l’usure de composants mécaniques, par exemple.
Ralentissement du flux électrique peut montrer la voie vers des ordinateurs économes en énergie
Les ordinateurs et les autres appareils électroniques représentent aujourd’hui une part considérable de la consommation d’énergie, une part dont il est pratiquement impossible de modifier l’importance avec les technologies actuellement utilisées. Les puces électroniques qui prendront place dans les appareils économes en énergie de demain devront donc être composées de matériaux innovants. De nouveaux résultats de recherche indiquent une voie possible comment on peut obtenir ces matériaux.
Des neutrons mettent en évidence la répartition d’îlots de tubes de flux
Normalement, les supraconducteurs repoussent les champs magnétiques appliqués. Mais à l’intérieur des supraconducteurs de type II, il se forme de fins canaux appelés tubes de flux par lesquels passe le champ magnétique, alors que le reste du matériau reste sans champ et supraconducteur. Dans le niobium (un métal), les tubes de flux se regroupent en îlots et forment des schémas complexes, que l’on rencontre fréquemment dans la nature sous une forme analogue. Des chercheurs du PSI et de l’Université technique de Munich (Technische Universität München: TUM) sont les premiers à avoir mené des expériences avec des neutrons pour analyser ces structures dans le niobium. Ils ont réussi à visualiser en détail la répartition des îlots.
Un cousin de l’électron finalement observé au bout de 86 ans
Dans le cadre d’essais à la Source de Lumière Suisse SLS, des physiciens de l’Institut Paul Scherrer PSI dans une collaboration internationale avec des collègues de la Chine, de l’EPF Zurich et de l’EPF Lausanne ont observé une particule dont l’existence avait été prédite il y a déjà 86 ans. Cette nouvelle particule fait partie de la même famille que l’électron, le porteur de courants électriques. Contrairement à l'électron, la nouvelle particule n'a pas de masse et il n’apparaît que dans une classe particulière de matériaux qui sont dénommés des métaloïdes de Weyl.
La structure de la maladie du béton
a été décryptée
Quand ponts, barrages et autres ouvrages en béton se retrouvent striés de fissures sombres au bout de quelques décennies, c’est que la maladie du béton est à l’œuvre. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI et de l’Empa viennent de réussir à décrypter au niveau atomique la composition du matériau qui apparaît dans ces fissures. Ils ont découvert un agencement atomique cristallin, inconnu à ce jour.
Des rayons X pour la recherche dans un ovni
La Source de Lumière Suisse SLS se remarque tout d’abord par son bâtiment extraordinaire. A l’intérieur elle impressionne par la recherche de pointe. Un voyage à travers un monde dans lequel les éléctrons s’engagent dans un parcours de slalom et des protéines sont décodées par des rayons X.
La bonne mise en lumière
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI ont réussi à visualiser de la lumière térahertz grâce à une technologie de caméra disponible dans le commerce. Non seulement ils ouvrent ainsi la voie vers une alternative économique aux procédés en principe utilisés jusqu’ici. Mais ils ont aussi réussi à multiplier par vingt-cinq la résolution de l’image en comparaison. Grâce à ses propriétés particulières, la lumière térahertz est intéressante pour de nombreuses applications. Au PSI, elle sera utilisée dans le cadre des expériences au laser à électrons libres SwissFEL.
De minuscules aimants imitent la vapeur, l’eau et la glace
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) ont créé un matériau artificiel à partir d’un milliard de minuscules aimants. Fait étonnant : il s’avère à présent que les propriétés magnétiques de ce métamatériau changent avec la température de sorte qu’il peut prendre des états différents, semblable à l’eau qui a un état gazeux, un état liquide et un état solide.
A la recherche du plus petit bit
Si l’on veut produire à l’avenir des supports de stockage pour média toujours plus compacts, il faut que les domaines magnétiques à les bits de stockage à soient de plus en plus petits. Mais quelle est la taille minimale d’un tel aimant ? Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI étudient les phénomènes surprenants du nanomagnétisme.
La lumière laser térahertz concentrée à l’extrême
Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer ont réussi à concentrer l'impulsion lumineuse d'un laser térahertz à la limite de ce qu'autorisent les lois de la physique. Cela ouvre une nouvelle voie pour examiner les propriétés des matériaux.
Des aimants à base de métaux non magnétiques
Une équipe internationale de chercheurs a montré pour la première fois comment rendre magnétiques des matériaux comme le cuivre, qui sont non magnétiques à l'état naturel. La découverte pourrait contribuer au développement d'aimants novateurs pour les applications techniques les plus diverses. Les mesures qui se sont avérées décisives pour comprendre le phénomène ont été menées au PSI. Il s'agit du seul site où les processus magnétiques peuvent être étudiés au cur des matériaux de manière suffisamment détaillée.
Sept nanomètres pour l’électronique du futur
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer ont réussi à produire dans un matériau semi-conducteur un schéma régulier, 16 fois plus petit que dans les puces informatiques actuelles. Ils ont ainsi fait un grand pas vers des composants informatiques encore plus petits. L’industrie considère que des structures de cette taille seront la norme en 2028.
La 3D, au nanomètre près
Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer et de l'ETH Zurich ont créé des images en 3D de minuscules objets, et ont même réussi à visualiser au niveau de ces derniers des détails de 25 nanomètres (1 nanomètre = 1 million de millimètre). En plus de déterminer la forme de leurs objets d'étude, ils ont pu également mettre en évidence la façon dont un élément chimique donné (le cobalt) était réparti au sein de ces derniers, tout en étant capables d'établir si ce même élément était présent sous forme de liaison chimique ou sous forme pure.
Un nouveau laser pour puces informatiques
A l'avenir, la communication au sein des puces informatiques et entre les différents composants des ordinateurs devrait pouvoir être accélérée grâce à de minuscules lasers intégrables dans les puces de silicium. Les experts ont longtemps cherché un matériau adéquat pour ces lasers, qui soit compatible avec le processus de fabrication des puces de silicium. Des chercheurs du Forschungszentrum Jülich et de l'Institut Paul Scherrer avec des Collègues du ETH Zurich ont à présent réalisé un progrès important.
Batman montre la voie vers un stockage de données plus compact
Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI) ont réussi à renverser l'aimantation de minuscules structures magnétiques grâce à la lumière d'un laser, et à suivre le déroulement de ce retournement au cours du temps. Une zone de quelques nanomètres a alors brièvement clignoté. Fait insolite : sa forme rappelait le logo en forme de chauve-souris de Batman. Les résultats de cette recherche pourraient rendre le stockage de données sur les disques durs plus compact, plus rapide et plus économique.
Erstaunliches Verhalten in Hochtemperatursupraleitern beobachtet
Neuer Effekt möglicherweise wichtig für grundsätzliches VerständnisEin international besetztes Forschungsteam hat in Experimenten am PSI ein neues unerwartetes Verhalten in kupferbasierten Hochtemperatursupraleitern beobachtet. Die Erklärung des neuen Phänomens à einer unerwarteten Form gemeinsamer Bewegung der elektrischen Ladungen à stellt für die Forschenden eine grosse Herausforderung dar. Sollte sie gelingen, könnte das einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Hochtemperatursupraleitung an sich darstellen.Cette actualité n'existe qu'en allemand.
Nützlich für Spintronik: kostspieliger Spurwechsel auf der Elektronenautobahn
Der Bedarf an immer schnelleren und effizienteren Bauteilen für die Elektronik wächst rasant. Dafür braucht es neue Materialien mit neuen Eigenschaften. Hierbei spielen Oxide, insbesondere auf Basis von Strontiumtitanat (SrTiO3) eine wichtige Rolle. Nun wurde im Rahmen einer internationalen Forschungskooperation unter Leitung des PSI nachgewiesen, dass diese Materialien ein Verhalten zeigen, das für die Spintronik nützlich sein könnte.Cette actualité n'existe qu'en allemand.
Mit Licht neues Material erzeugt
Forschende des Paul Scherrer Instituts haben mithilfe kurzer Lichtblitze aus einem Laser die Eigenschaften eines Materials kurzzeitig so deutlich verändert, dass gewissermassen ein neues Material entstanden ist und die Veränderungen am Röntgenlaser LCLS in Kalifornien untersucht. Nach der Inbetriebnahme des PSI-Röntgenlasers SwissFEL werden solche Experimente auch am PSI möglich sein.Cette actualité n'existe qu'en allemand.