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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 16/1-4 - 2017  - pp.175-182  - doi:10.3166/I2M.16.1-4.175-182
TITRE
Sonder les propriétés élastiques de matériaux nanostructurés par acoustique picoseconde

TITLE
To probe the elastic properties of materials nanostructures by picoseconde acoustics

RÉSUMÉ

Sonder les propriétés élastiques aux petites échelles devient crucial pour le contrôle des nanostructures. Pour cela, il faut disposer de sources acoustiques hypersonores (GHz-THz) pour atteindre la résolution nanométrique. Ce type de source existe depuis 30 ans depuis l’avènement des lasers femtosecondes. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la réponse élastique de matériaux colloïdaux et nanostructurés dans le domaine 1-10 GHz. Les échantillons étudiés sont des dépôts de nanoparticules de silice présentant une porosité de 55 %. L’interconnexion de ces particules est modifiée par un post-traitement transformant des liaisons de type Van der Waals en des liaisons covalentes et hydrogènes. Les ondes hyper sonores sont émises dans le matériau étudié via un transducteur qui est un film mince métallique sur lequel les nanoparticules de silice sont déposées. Ce transducteur est excité optiquement par un laser femtoseconde. Grâce au transfert mécanique de ces ondes acoustiques dans la couche mince de silice, cette couche mince résonne. La réponse élastique de ce système résonnateur/colloïdes est présentée en fonction du temps du post-traitement ammoniac.



ABSTRACT

Probing elastic properties at small scales becomes crucial for the control of nanostructures. For this, hypersonous acoustic sources (GHz-THz) must be available to achieve the nanometric resolution. This type of sources exists since 30 years thanks to the advent of femtosecond lasers. In this work, we investigated the elastic response of colloidal and nanostructured materials in the 1-10 GHz domain. The samples studied are deposits of silica nanoparticles having a porosity of 55%. The interconnection of these particles is modified by a post-processing tra nsforming Van der Waals-type bonds into covalent and hydrogen bonds. The hypersonic waves are emitted into the material studied via a transducer which is a thin metallic film on which the silica nanoparticles are deposit ed. This transducer is excited optic ally by a femtosecond laser. By mechanical transfer of these acoustic waves into the thin layer of silica, this layer resonates. The elastic response of this resonator/colloid system is presented as a function of the post-treatment ammonia time.



AUTEUR(S)
Jérémy AVICE, Gwenaelle VAUDEL, Christophe BOSCHER, Philippe BELLEVILLE, Vitaly GUSEV, Guillaume BROTONS, Hervé PIOMBINI, Pascal RUELLO

MOTS-CLÉS
antireflet, durcissement, acoustique picoseconde, contrôle non destructif

KEYWORDS
antireflective, hardening, picosecond acoustics, non destructive testing

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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