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Nanométrologie dimensionnelle

Le LNE s'est fixé comme objectif de poser les bases d'une nouvelle activité de métrologie de référence destinée à satisfaire un certain nombre de besoins en métrologie dimensionnelle à l'échelle nanométrique.


Mesurer à l'échelle nanométrique

Repère

1 nm = 10-9 m
= 0,000000001 m

Les recherches et développements en nanosciences et nanotechnologies qui ont lieu dans le monde depuis près de 20 ans maintenant, arrivent à un niveau de maturité tel que les concepts, les nouveaux objets ou bien les nouveaux matériaux qui en sont issus commencent à trouver des débouchés dans des domaines aussi variés que les transports, les communications, l'environnement, la santé, les sources d'énergie…

Définition

"La nanométrologie dimensionnelle est la science et la pratique de la mesure des dimensions caractéristiques d’objets, des distances et des déplacements dans la gamme allant de 1 nm à 1000 nm"

Les enjeux stratégiques et les retombées économiques gigantesques identifiées à moyen terme, impliquent la mise en œuvre de nouveaux outils capables de produire en gros volume des systèmes à l'échelle nanométrique, tout en maîtrisant les coûts de fabrication et en garantissant un très haut niveau de fiabilité. Les verrous technologiques déjà identifiés au travers de domaines tels que la microélectronique pour la lithographie de motifs inférieurs à 100 nm, montrent clairement que la fonction métrologique au sein des futures unités de production nécessite d'ores et déjà une prise en compte spécifique et adaptée aux utilisations des nouveaux instruments et méthodes de mesures à l'échelle nanométrique.

Le LNE ajoute la nanométrologie à son champ d'intervention

Afin de répondre à sa mission de service public en offrant un soutien métrologique de référence à l'industrie française, le LNE s'est fixé comme objectif de poser les bases d'une nouvelle activité de métrologie de référence destinée à satisfaire un certain nombre de besoins en métrologie dimensionnelle à l'échelle nanométrique. Cet objectif se concrétise au travers du projet Nanométrologie qui vise à satisfaire les besoins suivants :

  • Offrir une capacité de mesure d'étalons de référence traçables à l'étalon national de longueur.
  • Répondre à la diversité des besoins liée à la nature des étalons, au type de mesure et niveau d'incertitude qui lui est asssocié.
  • Aider au développement des futurs étalons de référence adaptés aux besoins industriels et apporter notre contribution à la rédaction des documents normatifs internationaux.
  • Collaborer avec les autres Laboratoires Nationaux de Métrologie Européens de façon à échanger et enrichir les connaissances et les diffuser aux entreprises.
  • Offrir une capacité de mesure pour la caractérisation de produits avancés.
  • Acquérir les technologies dont la maîtrise sera indispensable pour les mesures dimensionnelles submicrométriques appliquées aux autres domaines de la métrologie.

Compétences techniques

  • Conception mécanique de haute précision
  • Nanopositionnement :
    - capteurs capacitifs
    - actionneurs piézo-électriques
    - codeurs optiques linéaires 2D
    - interférométrie
    - asservissement en position
  • Isolation contre les perturbations d'origine thermique et vibratoire.
  • Modélisation du comportement mécanique par éléments finis.
  • Programmation sous LabVIEW.
  • Estimation et maîtrise des incertitudes de mesure.

Publications

  • POYET B., DUCOURTIEUX S., LAHOUSSE L., DAVID J., LELEU S., "Development of the LNE metrological AFM", Nanoscale ; 2008 ; 8th seminar on quantitative microscopy QM and 4th seminar on nanoscale calibration standards and methods ; 22-23 septembre ; Torino ; Italy
  • POYET B., DUCOURTIEUX S., DAVID J., LAHOUSSE L., LELEU S., "Development of a new high guidance quality XYZ flexure scanner for the LNE metrological AFM", Nanoscale ; 2008 ; 8th seminar on quantitative microscopy QM and 4th seminar on nanoscale calibration standards and methods ; 22-23 septembre ; Torino ; Italy
  • MATUS M., PRIETO E., BALLING P., KRUGER O., HALD J., PICOTTO G., DUCOURTIEUX S., MELI F., LASSILA A., PIREE H., FIRA R., JOHANSSON R., YANDAYAN T., "Interferometric calibration of nanometric displacement actuators", Nanoscale ; 2008 ; 8th seminar on quantitative microscopy QM and 4th seminar on nanoscale calibration standards and methods ; 22-23 septembre ; Torino ; Italy
  • POYET B., DUCOURTIEUX S., DAVID J., LAHOUSSE L., LELEU S. "Development of a new XY flexure translation stage with high guidance quality for the LNE metrological AFM", Euspen ; 2008 ; European Society for precision engineering and nanotechnology ; Zurich ; 18-22 may
  • POYET B., DUCOURTIEUX S., LARSONNIER F., DAVID J. , "Développement d'un AFM dont les mesures sont traçables au mètre-étalon", Forum microscopie en champ proche ; 2007 ; Troyes ; 10ème forum des microscopies ; 26-29 mars

Contact

Sébastien Ducourtieux
Tel : (33) 1 30 69 21 84

LNE - DMSI - 385
29 rue Roger Hennequin
78197 TRAPPES Cedex