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Laboratoire Structures, Propriétés, Modélisation des Solides (SPMS)/ Axe Ferroïques Avancés

Équipe de Recherche

Description

Cet axe de recherche s'intéresse aux oxydes fonctionnels dont les propriétés sont gouvernées par la polarisation électrique, l'élasticité mécanique, l'aimantation magnétique et le couplage entre ces grandeurs dites ferrïques. Notre objectif est :
- de concevoir et développer de nouveaux matriaux à différentes échelles (cristaux, céramiques, couches minces, nanofils, nanocomposites, hétérostructures....),
- d'étudier de nouvelles fonctionnalités en vue d'applications potentielles dans l'électronique (mémoires ferroélectriques, filtres acoustiques, électronique de spin....), l'énergie (récupération d'énergie mécanique, stockage électrique, photovoltaïque....), le prétrole (capteurs-actionneurs dans les puits de pétrole) ou encore le vivant via des prothèses biomécaniques,
- de mieux comprendre les mécanismes microscopiques (couplage électromécanique, magnétoélectrique, photoélectrique...) mis en jeu dans ces fonctionnalités afin d'optimiser les propriétés et d'en prédire le comportement.
Cette recherche s'appuie sur des méthodes et outils à la pointe de la technologie, depuis la fabrication et la nanostructuration des matériaux jusqu'à leur modélisation en passant par une large gamme de techniques de caractérisation.
Le groupe développe également de nombreux partenariats affirmés et privilégiés avec de grands groupes industriels (Thales, ST Microelectronics, Ferroperm, Schlumberger..).

Contacts

  • M. Brahim DKHIL

Thématiques d'innovation

Laboratoire de rattachement

Plan et accès

Avenue Joliot Curie
91192 GIF-SUR-YVETTE

Nos domaines de recherche

Expertises

- synthèses, caractérisations et modélisations de l'échelle nano- au macro- et applications des matériaux ferroélectriques (mémoires non-volatiles, memristors), diélectriques (DRAM, supercondensateurs), piézoélectriques (systèmes électromécaniques, actionneurs, capteurs), multiferroiques/magnétoélectriques (spintronique), électro/élastocaloriques (réfrigération), photoferroélectriques (photovoltaique, photocatalyse, photostriction)
- matériaux et mécanismes microscopiques des ferroélectriques/multiferroiques/piézoélectriques/électrocaloriques/photoferroélectriques, diffraction des rayons X et spectroscopie Raman en fonction de la température, atmosphère, champ électrique, modélisation ab initio, Monte Carlo, dynamique moléculaire, hamiltonien effectif et phénoménologique (Landau)

Secteurs d'applications

  • Energie
  • Electronique / Photonique
  • Matériaux (Métal, Verre, Céramique, Composite...)

Effectif total

Effectif total : 7
Nombre de chercheurs : 4
Nombre de doctorants : 2

Equipements ouverts à la collaboration

Académique :
Equipements de synthèse et traitement chimiques de matériaux :
- céramiques, nanopoudres : lyophilisateurs/broyeurs/
fours à calcination/fours de frittage (Spark Plasma Sintering)/presses
- couches minces, nanofils/tubes monocristaux :
bâtis d'ablation laser et de pulvérisation cathodique

Analyse structurale :
- diffraction des RX versus température, atmosphère, champ électrique, microscopie (électronique MEB, à force atomique AFM, photoémission X-PEEM), spectroscopie Raman versus température, atmosphère, champ électrique, source laser excitatrice variable (UV-visible)
Caractérisation :
- mesures électriques (nanoampèremètre, impédancemètre sous atmosphère contrôlée, conductivité...), mesures thermiques (microcalorimétrie, thermogravimétrie, analyse thermomécanique)
Modélisation: calculs DFT, Monte-Carlo, dynamique moléculaire
industrielle :
- diffraction des RX, Spectroscopie Raman, mesures électriques

Mots clés

Nos résultats

Offre de valorisation

- synthèse et production de nanomatériaux d'oxydes fonctionnels (start-up NANOE http://www.nanoe.com/fr/products-oxide-nanopowder-oxyde-nanopoudre/)
- élaboration et conception de matériaux réfrigérants innovants (start-up NextMat http://www.nextmat.com)

Exemple(s) de travaux

- création de la start-up NANOE http://www.nanoe.com/fr/products-oxide-nanopowder-oxyde-nanopoudre/
- création de la start-up NextMat http://www.nextmat.com

Publications

Relations industrielles et scientifiques

Collaborations scientifiques

- France: C'NANO, Triangle de la Physique, LMGP , LETI Grenoble, Université de Montpellier, ESRF, LLB, UMR de Physique CNRS-Thales, ICCMO, IEF (C2N), Gemac, Supélec, CEA
- Europe: ICMM Madrid, EPFL Lausanne, JSI (Slovénie)...
- International: Université de Rostovon (Russie), Université Waseda (Japon), Université de l'Arkansas...

Collaborations privées

- start-up NANOE, collaboration avec plusieurs grands groupes

Écosystème

Etablissements de rattachement

CNRS
CentraleSupelec

Département(s) de recherche

  • Chimie
  • PHOM (Physique des ondes et de la matière)

Liens PIA

  • LabEx PALM
  • LabEx LASIPS
  • LabEx NanoSaclay