SOSPEL est un projet de recherche qui fait appel à l’expertise des cosmochimistes du Laboratoire Lagrange (OCA) et des physiciens du Centre de Recherche pour l’Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CRHEA). Cette collaboration propose de mener une expérience transdisciplinaire en vue de recréer, en laboratoire, un des premiers matériaux à s’être formé dans notre Système Solaire, les olivines. L’objectif est d’étudier la luminescence produite par ces météorites primitives, potentiellement porteuses d’informations sur les conditions de formation de notre système solaire.
Les météorites sont des matériaux très primitifs qui se sont formés dès la naissance du système solaire. De ce fait, ces objets sont potentiellement porteurs d’information sur l'origine et les conditions de formation de corps planétaires de notre système solaire.
La majorité des météorites qui tombent sur la Terre sont appelées des Chondrites. Elles sont constituées de silicates (olivines et pyroxènes), de verre, et de quantités mineures de ferronickel. Les chondrites dites carbonées sont considérées comme les météorites les plus primitives, en particulier parce qu'elles ont une composition élémentaire très proche de celle du Soleil.
Les chondres présentent ainsi dans leur corps des cristaux d’olivines. Ces inclusions de cristaux de quelques dizaines de micromètres emprisonnées dans la matrice du minéral indiquent que leur origine est très primitive. Ces cristaux d’olivine conduisent à penser qu'ils pourraient avoir conservé la trace des différents processus qui se sont produits dans le système solaire, il y a environ 4,6 milliards d'années.
Dans l’optique de mieux comprendre l’évolution de notre système solaire, une équipe de chercheurs d’Université Côte d’Azur s’est constituée. Composée de cosmochimistes du laboratoire Lagrange (OCA), et de physiciens du Centre de Recherche pour l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CHREA), cette équipe se tourne vers l’étude de météorites primitives, les chondrites, et plus particulièrement les olivines.
Cet objet primitif comme toute matière produit une lumière, appelée luminescence, ayant possiblement conservée une empreinte des conditions de formation de notre système solaire. Pour étudier ce matériel primitif, les chercheurs vont se livrer à une expérience transdisciplinaire.
La première étape consiste à préparer des échantillons d’olivines riches en magnésium de haute pureté à subir un bombardement électronique. A cet effet, des éléments chimiques sont inclus progressivement dans le corps cristallin du minéral (aluminium, chrome, manganèse).
Une fois les échantillons « dopées », les olivines de synthèse sont prêtes à la CathodoLuminescence (CL). Ce procédé consiste à les irradier avec un canon à électrons dans le but de simuler l’environnement protoplanétaire dans lequel ces météorites primitives se sont créées puis dissolues. Les effets des rayons cosmiques reproduit sur les spécimens vont les conduire à émettre une lumière visible, appelée luminescence.
A la suite de cette expérience, l’équipe mènera une étude pour déterminer à la fois la composition physico-chimique des échantillons ainsi que leur signature spectrale. Cette signature spectrale est une sorte d’empreinte digitale calculer à partir de leur longueur d’onde lumineuse émise.
Grâce à l’analyse de ces cristaux de synthèse, il sera possible de retracer l’histoire complexe vécue par ces objets primitifs en vue de mieux appréhender les conditions de formation de notre Système Solaire. Plus exactement, les conditions de température et de pression dans lesquelles ce matériel s’est formé. Au-delà de l’impact scientifique attendu, SOSPEL pourrait impacter un tout autre domaine, celui de l’électronique.
Les transistors sont les composants de base des circuits électroniques. Ces derniers sont en constante évolution du fait de leur miniaturisation croissante et des nouveaux matériaux et procédés de fabrication adoptés pour améliorer leurs fiabilité et efficacité.
Dans ce contexte où les systèmes électroniques connaissent des évolutions importantes, les olivines de synthèse conçues à travers le projet SOSPEL pourraient servir à la fabrication de transistors. Plus précisément, elles pourraient être utiles à fabriquer un oxyde de grille plus efficace que la silice communément utilisée et nécessaire à l’élaboration d’un transistor.
En effet, à l’heure actuelle en électronique, pour la fabrication de semi-conducteur (circuit intégré, transistor, diode), un support de silicium pur est utilisé. C’est sur ce support ultrafin de silicium (ou wafer), que sont gravés les composants électroniques.
Le projet SOSPEL repose sur une approche singulière en regroupant des cosmochimistes du laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) et des physiciens du CRHEA, laboratoire dont l’activité est dédiée à la fabrication de matériaux dédiés à l’électronique.
Cette collaboration permet aux cosmochimistes de bénéficier d’une technique, usuelle aux physiciens, qui assure un degré de précision dans la lecture des objets sans équivalent à ce jour.Il est en effet difficile de conjuguer à la fois des compétences reconnues dans le domaine de la cosmochimie planétaire ainsi que des compétences en élaboration de matériaux cristallins disposant de moyens de caractérisation adaptés pour étudier leur luminescence.
Cette collaboration effective se matérialise par la récente parution d'un article dans la revue réputée Science Advances, publié en juillet dernier, et dont ce projet s'inscrit clairement dans la continuité.
Les olivines, un matériel primitif témoin de l’histoire de notre Système Solaire
Les météorites sont des matériaux très primitifs qui se sont formés dès la naissance du système solaire. De ce fait, ces objets sont potentiellement porteurs d’information sur l'origine et les conditions de formation de corps planétaires de notre système solaire.La majorité des météorites qui tombent sur la Terre sont appelées des Chondrites. Elles sont constituées de silicates (olivines et pyroxènes), de verre, et de quantités mineures de ferronickel. Les chondrites dites carbonées sont considérées comme les météorites les plus primitives, en particulier parce qu'elles ont une composition élémentaire très proche de celle du Soleil.
Les chondres présentent ainsi dans leur corps des cristaux d’olivines. Ces inclusions de cristaux de quelques dizaines de micromètres emprisonnées dans la matrice du minéral indiquent que leur origine est très primitive. Ces cristaux d’olivine conduisent à penser qu'ils pourraient avoir conservé la trace des différents processus qui se sont produits dans le système solaire, il y a environ 4,6 milliards d'années.
Mieux comprendre l’évolution de notre système solaire
Dans l’optique de mieux comprendre l’évolution de notre système solaire, une équipe de chercheurs d’Université Côte d’Azur s’est constituée. Composée de cosmochimistes du laboratoire Lagrange (OCA), et de physiciens du Centre de Recherche pour l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CHREA), cette équipe se tourne vers l’étude de météorites primitives, les chondrites, et plus particulièrement les olivines.Cet objet primitif comme toute matière produit une lumière, appelée luminescence, ayant possiblement conservée une empreinte des conditions de formation de notre système solaire. Pour étudier ce matériel primitif, les chercheurs vont se livrer à une expérience transdisciplinaire.
La première étape consiste à préparer des échantillons d’olivines riches en magnésium de haute pureté à subir un bombardement électronique. A cet effet, des éléments chimiques sont inclus progressivement dans le corps cristallin du minéral (aluminium, chrome, manganèse).
Une fois les échantillons « dopées », les olivines de synthèse sont prêtes à la CathodoLuminescence (CL). Ce procédé consiste à les irradier avec un canon à électrons dans le but de simuler l’environnement protoplanétaire dans lequel ces météorites primitives se sont créées puis dissolues. Les effets des rayons cosmiques reproduit sur les spécimens vont les conduire à émettre une lumière visible, appelée luminescence.
A la suite de cette expérience, l’équipe mènera une étude pour déterminer à la fois la composition physico-chimique des échantillons ainsi que leur signature spectrale. Cette signature spectrale est une sorte d’empreinte digitale calculer à partir de leur longueur d’onde lumineuse émise.
Grâce à l’analyse de ces cristaux de synthèse, il sera possible de retracer l’histoire complexe vécue par ces objets primitifs en vue de mieux appréhender les conditions de formation de notre Système Solaire. Plus exactement, les conditions de température et de pression dans lesquelles ce matériel s’est formé. Au-delà de l’impact scientifique attendu, SOSPEL pourrait impacter un tout autre domaine, celui de l’électronique.
Les transistors sont les composants de base des circuits électroniques. Ces derniers sont en constante évolution du fait de leur miniaturisation croissante et des nouveaux matériaux et procédés de fabrication adoptés pour améliorer leurs fiabilité et efficacité.
Dans ce contexte où les systèmes électroniques connaissent des évolutions importantes, les olivines de synthèse conçues à travers le projet SOSPEL pourraient servir à la fabrication de transistors. Plus précisément, elles pourraient être utiles à fabriquer un oxyde de grille plus efficace que la silice communément utilisée et nécessaire à l’élaboration d’un transistor.
En effet, à l’heure actuelle en électronique, pour la fabrication de semi-conducteur (circuit intégré, transistor, diode), un support de silicium pur est utilisé. C’est sur ce support ultrafin de silicium (ou wafer), que sont gravés les composants électroniques.
Des compétences complémentaires, gage d’une collaboration efficiente
Le projet SOSPEL repose sur une approche singulière en regroupant des cosmochimistes du laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) et des physiciens du CRHEA, laboratoire dont l’activité est dédiée à la fabrication de matériaux dédiés à l’électronique.Cette collaboration permet aux cosmochimistes de bénéficier d’une technique, usuelle aux physiciens, qui assure un degré de précision dans la lecture des objets sans équivalent à ce jour.Il est en effet difficile de conjuguer à la fois des compétences reconnues dans le domaine de la cosmochimie planétaire ainsi que des compétences en élaboration de matériaux cristallins disposant de moyens de caractérisation adaptés pour étudier leur luminescence.
Cette collaboration effective se matérialise par la récente parution d'un article dans la revue réputée Science Advances, publié en juillet dernier, et dont ce projet s'inscrit clairement dans la continuité.
| L’Académie Systèmes Complexes soutient ce projet de recherche expérimental transdisciplinaire en lui octroyant un financement de 18k€ pour acheter des produits chimiques, des consommables et pour louer la plateforme ACT-M. |