Plateforme de Mesures Physiques

Présentation de la plateforme

La plateforme de mesures physiques est née du besoin manifesté par plusieurs laboratoires de l’université (LPS, ICMMO, IEF) d’un système versatile permettant de mesurer les propriétés physiques de la matière. Ces laboratoires ont acheté en commun deux appareils commerciaux de la société quantum Design, un PPMS en 2009 puis, en 2013, un magnétomètre à SQUID (MPMS). Ces systèmes permettent l’étude des propriétés de transports (résistance, effet Hall) ou thermodynamiques (chaleur spécifique, propriétés magnétiques) sur des échantillons variés, permettant d’étudier un vaste champ de problèmes physiques de la matière condensée : supraconductivité, magnétisme frustré, effet thermoélectrique, nano magnétisme…

Ces mesures sont un complément essentiel aux mesures de photoémission (ARPES), de spectroscopies et diffusion X, de transport, de RMN, de µSR et de magnétisme menées par les acteurs du projet. La versatilité de cette plateforme et son ergonomie permettent un usage partagé, y compris par des stagiaires, visiteurs courte durée ou étudiants. Par ailleurs cette plateforme a un rôle important de caractérisation d’échantillons, permettant l’amélioration des synthèses de matériaux nouveaux. Outre l’utilisation standard de la plateforme, plusieurs utilisateurs ont investi dans le développement de nouvelles expériences, permettant des études physiques impossibles dans la configuration habituelle (spectroscopie de point de contact, mesures au nano volt, très basses températures, mesures sous pression). Récemment la plateforme a acquis un nouvel équipement, une dilution Bluefors Hélium free avec un champ magnétique vectoriel pour étendre les possibilités d’étude vers de besoins très poussées. Ce projet a est soutenu pour les institutions suivantes : LPS – CSNSM – C2N – LAC – LLB – GIS – SQUAP (Paris Diderot) – LPA(ENS).

De par sa versatilité, cette plateforme offre aux utilisateurs une structure unique sur l’université permettant toute une gamme de mesures complémentaires pour l’étude de la matière condensée. La variété des résultats physiques obtenus et des projets que nous allons présenter montrent l’intérêt de cette plateforme pour ses nombreux utilisateurs.

1 – Gouvernance et animation scientifique   

Cette plateforme ne nécessite pas une grosse structure de gestion. Les décisions se prennent en concertation avec les utilisateurs. Des rencontres entre utilisateurs sont organisées régulièrement (une par année). L’objectif de ces réunions est de permettre aux utilisateurs de faire le point sur plusieurs aspects : les règles de réservation et d’utilisation, le tarif de chaque créneaux d’utilisation, les développements expérimentaux récents qui sont à disposition des utilisateurs, les différentes physiques que permet d’étudier cette plateforme, ainsi que de recenser l’intérêt à développer des options que ne sont pas encore disponibles. La formation des nouveaux utilisateurs se fait au fil-de-l’eau.

Cette plateforme est installée dans une salle dédiée du LPS. Afin de permettre un accès facile aux utilisateurs des autres laboratoires, y compris hors des heures ouvrables, des cartes d’accès peuvent etre demandé. De plus, un accès à distance VPN est installé sur tous les ordinateurs de la salle, afin de permettre à tous les utilisateurs de se connecter depuis l’extérieur et de piloter leur expérience. Cet accès à distance permet également le dépannage à distance, que ce soit de la part des responsables de la plateforme vis-à-vis des utilisateurs, ou de la société Quantum Design vis-à-vis des responsables quand il y a un problème technique. Ces différentes possibilités ont été plusieurs fois utiles ces dernières années…

Afin de permettre une meilleure communication entre les utilisateurs, plusieurs outils ont été mis en place :

2 – formation par la recherche / CONTRIBUTION A L’ENSEIGNEMENT 

La versatilité et la facilité d’utilisation des appareils de cette plateforme en font un outil idéal pour faire découvrir un environnement de recherche moderne aux étudiants. Cette plateforme est utilisée par les étudiants du M2 ICFP parcours matière condensée pour faire des travaux pratiques d’une journée, au cours de laquelle les étudiants peuvent mesurer les oscillations quantiques dans des mesures de résistivité et d’aimantation. Au-delà de la physique, c’est l’occasion de montrer aux étudiants le fonctionnement d’un laboratoire en situation à un moment crucial de leur scolarité.

Cette plateforme est également utilisée plus ponctuellement lors de journées de formation à destination des professeurs de physique de lycée, journées organisées au LPS dans le but de rapprocher les professeurs du monde de la recherche. La visite de cette plateforme leur permet de mieux comprendre le monde de la recherche scientifique.

Un objectif affiché de cette plateforme est de permettre à de nombreux utilisateurs de tout niveau de faire des mesures physiques intéressantes. Nous pensons que cet objectif est atteint ; ces deux dernières années, en plus des chercheurs et enseignants chercheurs, on compte autour de 30 utilisateurs non-permanents (stagiaires, thésards et post-docs) qui ont ainsi pu mener des études physiques. Cette ouverture à des personnels non permanents est un succès de cette plateforme, car le temps est souvent compté pour ces contrats courts, et l’obtention de résultats critiques pour la poursuite de leur carrière.

3 –Ressources humaines associées au fonctionnement

La structure dispose des agents suivants: Un assistant ingénieur du LPS, Jean-Pierre DALAC (quotient de 50%), est responsable de sa gestion au jour le jour, d’assurer sa maintenance, et d’accueillir, former et accompagner les utilisateurs. Un ingénieur de recherche, Irek MUKHAMEDSHIN (avec un quotient de 20%) permet de développer des améliorations via des options dont nous ne disposons pas actuellement. Le suivi scientifique de la plateforme est géré par Miguel MONTEVERDE (avec un quotient de 10%), maître de conférences au LPS.