Des stagiaires à la pointe des nouvelles technologies

Image précédente Image suivante

Les stagiaires du Laboratoire de recherche sur les matériaux (MRL) du MIT ont relevé un large éventail de défis cet été, travaillant avec des matériaux aussi doux que la soie à aussi durs que le fer et à des températures aussi basses que celle de l'hélium liquide (-452,47 degrés Fahrenheit) jusqu'à celui du cuivre fondu (1 984 F).

Des boursiers d'été et d'autres stagiaires ont participé sur le campus du MIT par l'intermédiaire du Materials Research Science and Engineering Center du MRL, avec le soutien de la National Science Foundation, de l'AIM Photonics Academy, du MRL Collegium et du programme Guided Academic Industry Network (GAIN).

Détecteurs infrarouge moyen

Simon Egner, de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, a fabriqué des échantillons de tellurure de plomb et d'étain pour détecter la lumière infrarouge moyenne à des longueurs d'onde de 4 à 7 microns pour des applications photoniques intégrées. Egner a mesuré plusieurs propriétés des matériaux des échantillons, notamment la concentration et la mobilité des électrons. "Une chose que nous avons récemment imaginée consiste à ajouter de l'oxyde de plomb pour tenter de réduire la quantité de bruit que nous obtenons lors de la détection de la lumière avec nos détecteurs", explique Egner.

Le tellurure de plomb et d'étain est un alliage de tellurure de plomb et de tellurure d'étain, explique Peter Su, étudiant diplômé en science et ingénierie des matériaux au laboratoire de recherche principal du laboratoire de recherche sur les matériaux du MIT, Anuradha Agarwal. "Si de nombreux porteurs sont déjà présents dans votre matériau, vous obtenez beaucoup de bruit supplémentaire, beaucoup de signal de fond, au-dessus desquels il est très difficile de détecter les nouveaux porteurs générés par la lumière frappant votre matériau", explique Su. "Nous essayons de réduire ce niveau de bruit en abaissant la concentration de porteurs et nous essayons d'y parvenir en ajoutant de l'oxyde de plomb à cet alliage."

Films minces pour la photonique

Le chercheur d'été Alvin Chang, de l'Oregon State University, a créé des films minces de chalcogénure dotés de propriétés non linéaires pour les applications photoniques. Il a travaillé avec le postdoc Samuel Serna dans le laboratoire du professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux Juejun Hu. Chang a fait varier l'épaisseur de deux compositions différentes, l'une de germanium, d'antimoine et de soufre (GSS) et l'autre de germanium, d'antimoine et de sélénium (GSSE), créant un gradient, ou rapport, entre les deux sur toute la longueur du film.

« Le GSS et le GSSE présentent tous deux des avantages et des inconvénients différents », explique Chang. "Nous espérons qu'en fusionnant les deux dans un film, nous pourrons en quelque sorte optimiser leurs avantages et leurs inconvénients afin qu'ils soient complémentaires."

Ces matériaux, appelés verres de chalcogénure, peuvent être utilisés pour la détection et l'imagerie infrarouge. Toute personne souhaitant en savoir plus sur le travail de Chang peut regarder cette vidéo.

Assemblage nanocomposite

Kimberly Stieglitz, professeur de chimie et de biotechnologie au Roxbury Community College, et Credoritch Joseph, étudiant au Roxbury Community College, ont travaillé dans le laboratoire du professeur adjoint en science et ingénierie des matériaux Robert J. Macfarlane. Le laboratoire Macfarlane greffe de l'ADN sur des nanoparticules, ce qui permet un contrôle précis de l'auto-assemblage des structures moléculaires. Le laboratoire crée également une nouvelle classe de composants chimiques qu'il appelle Nanocomposite Tectons, ou NCT, qui présentent de nouvelles opportunités pour l'auto-assemblage de matériaux composites.

Joseph a appris le processus en plusieurs étapes de création d’agrégats de nanoparticules d’ADN auto-assemblés et a utilisé ceux qu’il a préparés pour étudier la stabilité des agrégats lorsqu’ils sont exposés à différents produits chimiques. Stieglitz a créé des NCT constitués d'amas de nanoparticules d'or auxquelles sont attachés des polymères et a examiné leur comportement en matière de fusion dans des solutions de polymères. "Ce sont en fait des nanoparticules liées entre elles par des réseaux de liaisons hydrogène", explique Stieglitz.

Renforcer les composites aérospatiaux