EP1889031A1 - Guides emetteurs/recepteurs nanometriques - Google Patents

Guides emetteurs/recepteurs nanometriques

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Publication number
EP1889031A1
EP1889031A1 EP06778582A EP06778582A EP1889031A1 EP 1889031 A1 EP1889031 A1 EP 1889031A1 EP 06778582 A EP06778582 A EP 06778582A EP 06778582 A EP06778582 A EP 06778582A EP 1889031 A1 EP1889031 A1 EP 1889031A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheath
silica
fiber
nano
cone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06778582A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Tiberiu Minea
Guy Louarn
Guirec Impasse de la Petite Berraudière OLLIVIER
Marc Chaigneau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Nantes Université
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Nantes
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Nantes filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1889031A1 publication Critical patent/EP1889031A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/18—SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
    • G01Q60/22—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
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    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
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    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/943—Information storage or retrieval using nanostructure
    • Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument

Definitions

  • the invention relates to optical guides of nanometric dimensions for microscopic analysis in the near field such as the SNOM (Scanning Near-field).
  • Atomic Force Microscopy or sub-micron recording on photosensitive materials and a method for producing such guides.
  • US Patent 5272330 "Near field scanning optical microscope having a tapered waveguide” proposes the use of a single-mode optical fiber comprising a core of 3 microns in diameter, tapered by local heating and stretching, then metallized by thermal evaporation under vacuum.
  • the aperture of the tip that is to say the non-metallized zone is made inside the frame by a shading effect relative to the directional flow of metal (aluminum), of diameter less than the length wave.
  • the manufacture of such a nanoscale probe comprises several steps from a silica optical fiber, including a step of producing the tip by etching, a metallization step, and possibly a production step. the nano-opening, as illustrated in Figure 1 in general.
  • Another advantage of the present invention is therefore preferably to carry out this cleaning in an efficient and reproducible manner.
  • the metallization steps known from the prior art generally use either thermal evaporation or a vacuum electron beam, or the sputtering of the targets bombarded by an ion beam or a plasma.
  • These targets have the particularity of being planar geometry targets that require the rotation of the fiber to ensure good homogeneity of the metal film around the fiber.
  • An object of the present invention is therefore to avoid the rotation of the fiber during the metallization step, while keeping a uniform deposit thereon.
  • the present invention intends to overcome the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a method for manufacturing a nano-probe, from a silica optical fiber comprising the steps of: dipping the end comprising said optical fiber in a chemical medium for etching to obtain a silica cone depositing an opaque film of a conductive material on said silica cone of the fiber, characterized in that the deposition comprises substeps consisting in: placing said fiber on the axis of a substantially cylindrical hollow cathode, said cathode being made of said conductive material; spraying said conductive material on said silica cone with a plasma to obtain said opaque film.
  • the deposition of the opaque film is assisted by a variable magnetic field in order to densify the plasma and to vary the properties of the deposit.
  • the aforementioned method may comprise, after the etching, to obtain a silica cone , and prior to the deposition of said opaque film, a cleaning step of: placing said fiber on the axis of said hollow cathode; generating an electron beam in said hollow cathode so as to clean said silica cone.
  • said opaque film is composed of metal or a metal compound.
  • metal films deposited on a fiber - cylindrical or tapered - are also known as "metal sheath”.
  • a step of making a tip-plane filament discharge is carried out. between the end of said cone covered with said sheath, and a substantially flat surface for obtaining an opening at the end of said cone.
  • this step of producing the opening can be used in combination with the features of the invention described above, but also as such, following a known method of etching and metallization, in the case of the manufacture of a nano-open probe.
  • the method according to the invention preferably comprises the preliminary steps consisting in:
  • the invention also relates to a nano-probe in silica whose extreme opening is of diameter less than 100 nm, preferably less than 50 nm, and a metal sheath, the total diameter of the silica portion and of said metal sheath being less than 300 nm.
  • Such a nano-probe can in particular be carried out by the aforementioned method.
  • FIG. 1 generally and in a known manner the method of manufacturing a nano-probe from an optical fiber
  • Figure 2 illustrates the etching process according to the invention by applying a non-adherent sheath
  • Figure 3 illustrates the insertion of the fiber into a metal cathode for cleaning and monitoring of the plasma spray metallization
  • FIG. 4 illustrates an exemplary step of creating the nano-aperture according to the present invention by tip-plane filament discharge
  • FIG. 5 illustrates an example of a nano-probe obtained by the manufacturing method according to the invention.
  • This fiber is optionally surrounded by a protective mechanical sheath 3.
  • the sheath 3 is first removed by means known per se, ie mechanically using a clamp, either thermally, by melting the sheath 3, to obtain a bare silica fiber 2.
  • a sheath 3a is placed around the silica fiber 2.
  • This sheath 3a is preferably non-adherent, for example of the wax type, so that its elimination later without damage to the end of the fiber.
  • Chemical etching of the silica fiber 2 is then carried out by introducing all of the fiber 2, including the new sheath 3a in a hydrofluoric acid bath 5 (HF bath). It is then known that the contact of the two different materials (silica and sheath material) creates convection currents and favors chemical attack from outside the silica, thereby creating a conical shaped end 6.
  • This etching step makes it possible to obtain a diameter of less than 80 nm at the end 6 of the fiber, for an angle of the cone at the top of between 15 ° and 20 °.
  • the tip 6 obtained, and the sheath 3a removed at the end 6 of the fiber it is preferably carried out a cleaning step of this end.
  • This cleaning step makes it possible to avoid working in a clean room during nano-probe manufacturing operations. Indeed, it is understood that the possible attachment of dust on the tip reduces the quality of the surface state of the latter, and therefore adversely modifies the optical properties of the probe.
  • This cleaning is performed under the action of an electron beam. Indeed, the surface of the tip and the dust are loaded negatively under the action of this beam, and the Coulomb repulsion is sufficient to overcome the weak links of the Van der Waals type between the dust and the silica surface of the tip 6 .
  • the next step is a step of depositing a conductive layer on the end of the tip, commonly called the metallization step.
  • a device 7 specially designed to allow uniform and homogeneous deposition around the tip, while removing the rotation thereof during the operation.
  • metals for example Ag, Au, Al, Pt, or Cr.
  • the deposit is not limited to metals, and any material that is opaque, for optical reasons, and on the other hand conductive, because of the filament discharge used later, can be used.
  • Metals or metal compounds are preferably used.
  • the hollow cathode used for the metallization step can also be used for the previously described plasma cleaning step.
  • the steps can be linked in a simple way, for a simple process to implement.
  • the nano-probe according to the invention is completely covered with a metal and is directly usable in non-aperture mode, for applications such as AFM in 'sheare force' mode or the SNOM without opening. (ASNOM - "Apertureless Scanning near-field Optical Microscopy").
  • the thickness of the metal deposit by the process according to the invention is typically less than 50 nm.
  • the last step of manufacturing the nano-probe according to the invention is the creation of the nano-aperture.
  • a high-voltage micro-discharge is carried out in point-plane geometry.
  • This method has the advantage of avoiding contact between the tip and a surface, thus minimizing the risk of breakage.
  • the extreme aperture obtained by this method is then less than 100 nm, and may preferably be less than 50 nm.
  • the electric field obtained is indeed very intense so that it allows to remove a certain amount of metal at the tip by preferentially channeling at this point the ions of the discharge.
  • the duration of the micro-discharge then makes it possible to control the quantity of metal removed.
  • the plane 10 is also chosen so as to achieve a suitable tip-plane filament discharge.
  • the skilled person is able to determine the characteristics of this plan.
  • the radius of curvature of the plane 10 must be much greater than that of the tip to obtain the effect of increasing the electric field.
  • the voltage typically applied is of the order of 1 kV continuously for a short period, for example a second, or by the application of several high voltage pulses (of the order of the kV) successive until the desired nano-opening.
  • the nano-probe obtained according to the method described in the present invention then has the following characteristics with reference to FIG. 5: the diameter of the silica fiber is of the order of 125 ⁇ m, the diameter 9 of the covered tip is 100 to 200 nm, and the opening 8 is of nanometer diameter 30 to 60 nm.
  • a nano-probe comprising a silica fiber 2 whose end opening 8 is less than 100 nm in diameter, and a metal sheath 11, the total diameter of the silica fiber and of said metal sheath 11. being less than 300 nm.
  • the extreme opening 8 is even of diameter less than 50 nm.

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Abstract

La présente invention concerne une nano-sonde comprenant une fibre en silice (2) dont l'ouverture extrême est de diamètre inférieur à 100 nm, et une gaine métallique (H)/ le diamètre total de la partie en silice et de ladite gaine métallique (11) étant inférieur à 300 nm Elle concerne également un procédé permettant notamment de réaliser une telle nano-sonde.

Description

GUIDES ÉMETTEURS/RÉCEPTEURS NANOMÉTRIQUES
L'invention concerne les guides optiques de dimensions nanométriques pour l ' analyse microscopique en champ proche tels que le SNOM, (en langue anglaise « Scanning Near-field
Optical Microscopy » ou Microscopie optique en champ proche), PSTM (en anglais « Photon Scanning Tunneling
Microscopy » ou Microcopie optique par effet tunnel) ou AFM
(en anglais « Atomic Force Microscopy » ou Microscopie à force atomique) ou l'enregistrement sous-micronique sur matériaux photosensible et un procédé de réalisation de tels guides .
De tels guides sont également connus sous le nom de « nano-sondes » .
On connaît différents procédés de fabrication de telles nano-sondes.
En particulier, le brevet US 5272330, « Near field scanning optical microscope having a tapered waveguide » propose l'utilisation d'une fibre optique mono-mode comprenant un cœur de 3 μm de diamètre, effilée par échauffement local et étirement, puis métallisée par évaporation thermique sous vide. L'ouverture de la pointe, c'est-à-dire la zone non-métallisée est réalisée à l'intérieur du bâti par un effet d'ombrage par rapport au flux directionnel de métal (aluminium), de diamètre inférieur à la longueur d'onde.
Dans ce document, il est décrit un type de sonde nécessaire à la mise en œuvre d'un procédé de microscopie en champ proche. Toutefois, ce document n'enseigne pas comment de telles sondes peuvent être réalisées par l'homme du métier.
De façon plus générale, la fabrication d'une telle sonde de dimension nanométrique comprend plusieurs étapes à partir d'une fibre optique en silice, dont une étape de réalisation de la pointe par gravure, une étape de métallisation, et éventuellement une étape de réalisation de la nano-ouverture, comme illustré figure 1 de façon générale.
En partant par exemple d'une fibre optique en silice comprenant une gaine de protection mécanique, on réalise de façon connue en soi, une attaque chimique sur la fibre. Selon l'art antérieur par exemple décrit dans la publication de Stôckle et al. Applied Physics Letter 75(2) 1999, 160, cette attaque est réalisée en utilisant la gaine mécanique d'origine de la fibre.
Suite à la gravure, il est alors nécessaire de dénuder la fibre de sa gaine, ce qui entraîne un risque de casse assez élevé, qui n'est pas compatible avec une réalisation industrielle efficace de telles nano-sondes.
Selon un avantage de la présente invention, on réduit donc le risque de casse lors de l'étape de gravure, tout en gardant une bonne résolution spatiale et optique et un bon rendement de fabrication.
Par ailleurs, suite à la gravure chimique, et avant métallisation, il est important que la pointe obtenue soit parfaitement propre, et ne comporte pas un profil rugueux, par attachement de poussière par exemple, pouvant compromettre l'état de surface de la pointe obtenue. Un autre avantage de la présente invention est donc de préférence de réaliser ce nettoyage de façon efficace et reproductible .
De plus, les étapes de métallisation connues de l'art antérieur utilisent généralement soit l ' évaporation thermique ou par un faisceau d'électrons sous vide, soit la pulvérisation des cibles bombardées par un faisceau d'ions ou un plasma. Ces cibles ont toutes cependant la particularité d'être des cibles à géométrie plane qui nécessitent la rotation de la fibre afin d'assurer une bonne homogénéité du film métallique autour de la fibre.
Un but de la présente invention est donc d'éviter la rotation de la fibre pendant l'étape de métallisation, tout en gardant un dépôt uniforme sur celle-ci.
Enfin, lors de l'étape de réalisation de la nano- ouverture, lorsque celle-ci est nécessaire, il est important de limiter les risques de cassure de la fibre que présentent les procédés connus de l'art antérieur tels le grattage, l'électrolyte solide ou l'effet Joule.
La présente invention entend pallier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une nano-sonde, à partir d'une fibre optique en silice comprenant les étapes consistant à : plonger l'extrémité comprenant ladite fibre optique dans un milieu chimique destiné à la gravure pour l'obtention d'un cône en silice déposer un film opaque en un matériau conducteur, sur ledit cône en silice de la fibre, caractérisé en ce que le dépôt comprend des sous- étapes consistant à : - placer ladite fibre sur l'axe d'une cathode creuse sensiblement cylindrique, ladite cathode étant constituée dudit matériau conducteur ; pulvériser ledit matériau conducteur sur ledit cône en silice à l'aide d'un plasma pour l'obtention dudit film opaque.
De la sorte, en utilisant une cathode à symétrie cylindrique, on évite la rotation de la fibre pendant l'étape de métallisation, tout en gardant un dépôt uniforme sur celle-ci.
Éventuellement, le dépôt du film opaque est assisté par un champ magnétique variable afin de densifier le plasma et de faire varier les propriétés du dépôt.
Par ailleurs, afin d'améliorer l'état de surface de la pointe de la fibre optique, en particulier en vue des étapes de métallisation ultérieures, le procédé susmentionné peut comprendre, suite à la gravure pour l'obtention d'un cône en silice, et préalablement au dépôt dudit film opaque, une étape de nettoyage consistant à : placer ladite fibre sur l'axe de ladite cathode creuse ; générer un faisceau d'électrons dans ladite cathode creuse de sorte à nettoyer ledit cône en silice. De préférence, ledit film opaque est composée de métal ou d'un composé métallique.
De tels films métalliques déposés sur une fibre — cylindrique ou effilée - sont également connus sous le nom de « gaine métallique » .
Dans le cas de réalisation de nano-sondes à ouverture, et afin de minimiser le risque de casse lors de la réalisation de l'ouverture, suite au dépôt de ladite gaine, on procède à une étape consistant à réaliser une décharge filamentaire pointe-plan entre l'extrémité dudit cône recouvert de ladite gaine, et une surface sensiblement plane pour l'obtention d'une ouverture à l'extrémité dudit cône.
II est entendu que cette étape de réalisation de l'ouverture peut être utilisée en combinaison avec les caractéristiques de l'invention décrites ci-dessus, mais également en tant que telle, suite à un procédé de gravure et de métallisation de type connu, dans le cas de la fabrication d'une nano-sonde à ouverture.
Par ailleurs, dans le cas où ladite fibre optique est initialement recouverte d'une gaine mécanique de protection, le procédé selon l'invention comprend de préférence les étapes préalables consistant à :
- retirer ladite gaine mécanique à une extrémité de ladite fibre optique jusqu'à la gaine optique ;
- créer une nouvelle gaine au niveau de l'extrémité dénudée de ladite fibre, ladite nouvelle gaine étant composée d'une matière non adhérente à la silice ;
- puis, suite à l'étape de gravure, on retire ladite nouvelle gaine. L'utilisation d'une matière non adhérente permet également de réduire les risques de casse au moment où on la retire de la silice.
L'invention concerne également une nano-sonde en silice dont l'ouverture extrême est de diamètre inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 50 nm, et une gaine métallique, le diamètre total de la partie en silice et de ladite gaine métallique étant inférieur à 300 nm.
Une telle nano-sonde peut notamment être réalisée par le procédé susmentionné .
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées : la figure 1 illustre de façon générale et connue en soi le procédé de fabrication d'une nano-sonde à partir d'une fibre optique ; la figure 2 illustre le procédé de gravure selon l'invention par application d'une gaine non adhérente ; la figure 3 illustre l'insertion de la fibre dans une cathode métallique pour nettoyage et suivi de la métallisation par pulvérisation plasma ; la figure 4 illustre un exemple d'étape de création de la nano-ouverture selon la présente invention par décharge filamentaire pointe-plan ; et la figure 5 illustre un exemple de nano-sonde obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention.
Selon l'invention, illustré figure 2, on part d'une fibre optique d'origine formée d'un cœur en silice, et d'une gaine optique également en silice, l'ensemble en silice étant noté 2. Cette fibre est éventuellement entourée d'une gaine mécanique protectrice 3. Dans ce cas, on commence par retirer la gaine 3 par des moyens connus en soi, soit de façon mécanique à l'aide d'une pince, soit de façon thermique, en faisant fondre la gaine 3, pour obtenir une fibre en silice dénudée 2.
Selon un aspect de l'invention, on replace alors, avant l'étape de gravure, une gaine 3a autour de la fibre en silice 2. Cette gaine 3a est de préférence non adhérente, par exemple de type cire, de sorte que son élimination ultérieure soit sans dommage pour l'extrémité de la fibre.
Le risque de casse est donc minimisé de façon tout à fait avantageuse.
On réalise ensuite la gravure chimique de la fibre en silice 2 en introduisant l'ensemble de la fibre 2, y compris la nouvelle gaine 3a dans un bain d'acide fluorhydrique 5 (bain HF). Il est alors connu que le contact des deux matériaux distincts (silice et matériau de la gaine) crée des courants de convexion et privilégie l'attaque chimique par l'extérieur de la silice, pour créer ainsi une extrémité de forme conique 6.
De façon surprenante, on note également que la présence d'une gaine 3a en cire permet d'éviter l'attaque non désirée par la vapeur d'acide lors de la gravure. En effet, la cire étant imperméable à l'acide, elle évite que celui-ci ne viennent attaquer la fibre de silice 2 bien au- delà de la zone immergée. Le problème de la création d'une vapeur d'acide HF est connue de l'homme du métier, qui jusque là avait introduit une couche de matière huileuse au dessus de l'acide. Le positionnement de la gaine en matière non adhérente 3a permet d'éviter l'introduction d'une couche protectrice d'huile et donc simplifie le procédé de gravure.
Cette étape de gravure permet d'obtenir un diamètre de moins de 80 nm au niveau de l'extrémité 6 de la fibre, pour un angle du cône au sommet compris entre 15° et 20°.
Une fois la pointe 6 obtenue, et la gaine 3a retirée au niveau de l'extrémité 6 de la fibre, on réalise de préférence, une étape de nettoyage de cette extrémité. Cette étape de nettoyage permet d'éviter le travail en salle blanche lors des opérations de fabrication de la nano-sonde. En effet, on comprend que l'attachement éventuel de poussières sur la pointe diminue la qualité de l'état de surface de celle-ci, et donc modifie de façon négative les propriétés optiques de la sonde.
Ce nettoyage est réalisé sous l'action d'un faisceau d'électrons. En effet, la surface de la pointe et les poussières se chargent négativement sous l'action de ce faisceau, et la répulsion coulombienne est suffisante pour vaincre les liaisons faibles de type Van der Waals entre les poussières et la surface en silice de la pointe 6.
De la sorte, on dégage les poussières de taille micronique ou submicronique, évitant ainsi le travail en salle blanche, et donc le coût de la fabrication de la nano- sonde se trouve amoindri. On notera que cette étape est parfaitement reproductible et sans dommage sur la pointe 6.
L'étape suivante est une étape de dépôt d'une couche conductrice sur l ' extrémité de la pointe , communément appelée étape de métallisation. On utilise dans cette étape un dispositif 7 spécialement conçu pour permettre le dépôt uniforme et homogène autour de la pointe, tout en supprimant la rotation de celle-ci lors de l'opération.
Pour cela, on utilise une cathode creuse cylindrique à l'intérieur de laquelle peut venir se positionner la pointe à métalliser. L'homme du métier comprendra que comme l'angle solide occupé par l'extrémité de la fibre vis-à-vis de la cible est très faible (par exemple de l'ordre de 10"4 stéradians), une grande quantité de métal pulvérisé passe à coté de la fibre. Dans le cas d'une cible plane comme celle connue de l'art antérieur, tout ce métal est perdu. Au contraire, la forme sensiblement cylindrique de la cathode selon l'invention permet de réutiliser le métal qui n'a pas atteint la fibre. On comprendra également que la cathode creuse cylindrique permet d'éviter de faire tourner la fibre lors de la métallisation.
II est possible de déposer selon ce dispositif, une large gamme de métaux, par exemple Ag, Au, Al, Pt, ou Cr. Cependant, le dépôt n'est pas limité aux métaux, et toute matière qui soit d'une part opaque, pour des raisons optiques, et d'autre part conductrice, à cause de la décharge filamentaire utilisée par la suite, peut être utilisée. Les métaux ou les composés métalliques sont utilisés de préférence.
On comprendra également que de façon avantageuse, la cathode creuse utilisée pour l'étape de métallisation peut également être utilisée pour l'étape précédemment décrite de nettoyage par traitement plasma. De la sorte, les étapes peuvent s'enchaîner de façon simple, pour un procédé simple à mettre en œuvre. Suite à cette étape de métallisation, la nano-sonde selon l'invention est complètement recouverte d'un métal et est directement utilisable en mode sans ouverture, pour des applications telles que l'AFM en mode 'sheare force' ou le SNOM sans ouverture (ASNOM — « Apertureless Scanning near- field Optical Microscopy » ) .
L'épaisseur du dépôt métallique par le procédé selon l'invention est typiquement inférieure à 50 nm.
La dernière étape de fabrication de la nano-sonde selon l'invention est la création de la nano-ouverture . Pour ce faire, on réalise une micro-décharge haute tension en géométrie pointe-plan. Cette méthode possède l'avantage d'éviter le contact entre la pointe et une surface , minimisant ainsi les risques de casse. L'ouverture extrême obtenue par ce procédé est alors inférieur à 100 nm, et peut être de préférence inférieure à 50 nm. Par effet de pointe au niveau de l'extrémité de la fibre, le champ électrique obtenu est en effet très intense de sorte qu'il permet d'enlever une certaine quantité de métal au niveau de la pointe en canalisant préférentiellement à cet endroit les ions de la décharge. La durée de la micro-décharge permet alors de contrôler la quantité de métal enlevé. Le plan 10 est choisi également de façon à réaliser une décharge filamentaire pointe-plan adaptée. L'homme du métier est apte à déterminer les caractéristiques de ce plan. En particulier, le rayon de courbure du plan 10 doit être très supérieur à celui de la pointe pour obtenir l'effet d'augmentation du champ électrique.
La tension typiquement appliquée est de l'ordre de 1 kV en continu pendant une courte période, par exemple une seconde, ou par l'application de plusieurs impulsions haute tension (de l'ordre du kV) successives jusqu'à l'obtention de la nano-ouverture désirée.
II est enfin entendu que pour réaliser la microdécharge selon l'invention avec la meilleure efficacité, il est conseillé de travailler sous vide ou sous atmosphère contrôlé .
La nano-sonde obtenue selon le procédé décrit dans la présente invention possède alors les caractéristiques suivantes en référence à la figure 5: le diamètre de la fibre en silice est de l'ordre de 125 μm, le diamètre 9 de la pointe recouverte est de 100 à 200 nm, et l'ouverture 8 est de diamètre nanométrique de 30 à 60 nm.
De la sorte, on obtient une nano-sonde comprenant une fibre en silice 2 dont l'ouverture extrême 8 est de diamètre inférieur à 100 nm, et une gaine métallique 11, le diamètre total de la fibre de silice et de ladite gaine métallique 11 étant inférieur à 300 nm.
De préférence, l'ouverture extrême 8 est même de diamètre inférieur à 50 nm.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet.

Claims

REVENDICATIONS
1. Nano-sonde comprenant une fibre en silice (2) dont l'ouverture extrême est de diamètre inférieur à 100 nm, et une gaine métallique (11) , le diamètre total de la partie en silice et de ladite gaine métallique (11) étant inférieur à 300 nm.
2. Nano-sonde selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ouverture extrême est de diamètre inférieur à
50 nm.
3. Procédé de fabrication d'une nano-sonde selon la revendication 1 ou 2, à partir d'une fibre optique en silice (2) comprenant les étapes consistant à : plonger l'extrémité comprenant ladite fibre optique dans un milieu chimique destiné à la gravure pour l'obtention d'un cône en silice déposer un film opaque en un matériau conducteur, sur ledit cône en silice de la fibre, caractérisé en ce que le dépôt comprend des sous- étapes consistant à : placer ladite fibre sur l'axe d'une cathode creuse sensiblement cylindrique, ladite cathode étant constituée dudit matériau conducteur ; pulvériser ledit matériau conducteur sur ledit cône en silice à l'aide d'un plasma pour l'obtention dudit film opaque.
4. Procédé de fabrication d'une nano-sonde selon la revendication 3, dans lequel ledit procédé comprend, suite à la gravure pour l'obtention d'un cône en silice, et préalablement au dépôt dudit film opaque, une étape de nettoyage consistant à : placer ladite fibre sur l'axe de ladite cathode creuse ; - générer un faisceau d'électrons dans ladite cathode creuse de sorte à nettoyer ledit cône en silice.
5. Procédé de fabrication d'une nano-sonde selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, suite au dépôt de ladite gaine conductrice sur la fibre, une étape consistant à réaliser une ouverture à l'extrémité dudit cône.
6. Procédé de fabrication d'une nano-sonde selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite ouverture est réalisée par une décharge filamentaire pointe-plan entre l'extrémité dudit cône recouvert de ladite gaine, et une surface sensiblement plane pour l'obtention d'une ouverture à l ' extrémité dudit cône .
7. Procédé de fabrication d'une nano-sonde selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite fibre optique est initialement recouverte d'une gaine mécanique de protection, et en ce que ledit procédé comprend les étapes préalables consistant à :
- retirer ladite gaine mécanique à une extrémité de ladite fibre optique jusqu'à la gaine optique ;
- créer une nouvelle gaine au niveau de l'extrémité dénudée de ladite fibre, ladite nouvelle gaine étant composée d'une matière non adhérente à la silice ; et en ce que, suite à l'étape de gravure, on retire ladite nouvelle gaine.
8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit film opaque conducteur est du métal ou un composé métallique.
9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'étape de dépôt de ladite gaine est complétée par l'application d'un champ magnétique variable.
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