https://www.epo.org/fr/node/maximilian-haider

Maximilian Haider

Amélioration de la résolution des microscopes électroniques

Autriche

Catégorie

Œuvre d'une vie

Domaine technique

Optique

Société

Corrected Electron Optical Systems GmbH (CEOS)

Le physicien autrichien Maximilian Haider a résolu un problème vieux de soixante ans, à savoir améliorer la résolution d'image des microscopes électroniques jusqu'à cinq fois, permettant ainsi aux scientifiques d'étudier des atomes isolés. La lentille correctrice électromagnétique qu'il a brevetée est désormais utilisée dans 90 % des microscopes électroniques à transmission du monde entier.

Finaliste du Prix de l'inventeur européen 2019

L'électronique moderne demande des composants si petits que les scientifiques ne peuvent pas capter leurs détails avec des microscopes optiques. Les microscopes électroniques permettent de visualiser des niveaux de détail plus fins en utilisant des faisceaux d'électrons chargés au lieu de la lumière. Pendant longtemps, les distorsions inhérentes à ces instruments ont limité leur résolution, restreignant ainsi la précision du travail mené. Les physiciens ont proposé des solutions théoriques pour corriger les déformations des faisceaux de particules et révéler les matériaux par résolution atomique mais, pendant 60 ans, personne n'a réussi à appliquer ces idées dans un appareil opérationnel.

Dans les années 1990, Maximilian Haider s'est associé au physicien Harald Rose et au scientifique des matériaux Kurt Urban pour corriger le flou des microscopes électroniques. Harald Rose a convaincu Maximilian Haider de préparer un doctorat en microscopie électronique et, avec Kurt Urban, ils ont cherché comme résoudre la distorsion des faisceaux d'électrons. Après avoir obtenu son doctorat, Maximilian Haider a poursuivi ses recherches dans ce domaine. Il a développé et intégré un ensemble de pièces polaires (hexapôles et lentilles) à l'intérieur d'un microscope électronique. Les pièces insérées annulaient les distorsions se produisant à l'intérieur des faisceaux de particules chargées sur leur trajet entre l'échantillon et le détecteur. En 1996, Maximilian Haider, Harald Rose et le physicien Joachim Zach ont cofondé une société dénommée CEOS pour commercialiser leur invention. L'année suivante, leur technologie était enfin opérationnelle, atteignant une résolution record pour un microscope électronique de 0,12 nanomètre... Cette avancée permet de visualiser des matériaux et des composants électroniques avec un niveau de détail sans précédent, révélant même des molécules et des atomes isolés dans des cristaux. En 2015, le travail de Maximilian Haider a ouvert la voie à un nouveau record du monde en termes de résolution avec 0,043 nanomètre, ce qui est plus petit que le rayon d'un atome d'hydrogène.

Maximilian Haider a déposé une demande brevet pour son invention en 1998. Depuis, son correcteur électromagnétique est utilisé dans la majorité des microscopes électroniques à transmission du marché. Son invention aide les fabricants de micropuces à miniaturiser les composants électroniques au cœur des ordinateurs portables et des smartphones. Les résolutions d'image sans précédent favorisent également les avancées en matière de cellules solaires, batteries, biotechnologies et dans le secteur pétrolier et gazier. CEOS, l'entreprise qu'il a cofondée, emploie désormais 47 collaborateurs et affiche plus d'un million d'euros de bénéfices annuels.

Né en 1950 à Freistadt, en Autriche, Maximilian Haider a passé son adolescence à travailler comme apprenti chez des opticiens de Linz et de Cologne. Il a repris ses études à l'âge adulte et a terminé son cycle secondaire à l'âge de 26 ans avant d'intégrer l'université de Kiel pour y étudier la physique. Il a ensuite obtenu un doctorat à l'université de technologie de Darmstadt, où il a travaillé avec le physicien théoricien Harald Rose. Après des années laborieuses du point de vue technique et parfois précaires du point de vue financier, Maximilian Haider a réussi à faire passer ses solutions de la théorie à la pratique. Il travaille aujourd'hui comme professeur en optique électronique à l'Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne, et comme conseiller principal chez CEOS.