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Aéronautique - Aérospatial - Défense
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Chimie - Matériaux
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Energie, Ecologie, Environnement
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Ingénierie des systèmes complexes et logiciels
Laboratoire Structures, Propriétés, Modélisation des Solides (SPMS)
Unité de recherche UMR 8580
La recherche au laboratoire SPMS s'articule autour de trois thématiques :
- Matériaux fonctionnels pour l'énergie
- Ferroïques avancés
- Structures électroniques, modélisations et simulations
A la frontière entre la physique et la chimie, le laboratoire a pour objectif premier de découvrir des matériaux de rupture autour de grands enjeux tels que l'énergie, l'électronique ou la santé. La force du SPMS repose à la fois sur l'exploration de nouvelles compositions, de nouvelles voies d'élaboration, mais aussi sur la caractérisation avancée des propriétés structurales et fonctionnelles des matériaux produits. Il collabore également activement avec de nombreux acteurs académiques et socio-économiques reconnus. Le SPMS est impliqué dans de multiples projets de grande ampleur dont les labex Palm, Nanosaclay et LasiPs. Sur la plan international, le laboratoire s'associe avec plusieurs laboratoires dans le cadre de projets bi-latéraux (Japon, USA, Inde, Chine) et dispose de partenariats industriels privilégiés (Schlumberger, Thalès, ST Microelectronics, Ferroperm,..).
Thématiques d'innovation
- Energie, Ecologie, Environnement
- Ingénierie des systèmes complexes et logiciels
- Modélisation et simulation
- Chimie - Matériaux
- Aéronautique - Aérospatial - Défense
- Minérale (matériaux, nanomatériaux)
- Energie
- Chimie physique (électrochimie, thermochimie...)
- Nouvelles sources d'énergie et système de production
- Matériaux et procédés
Avenue Joliot Curie
91192 GIF-SUR-YVETTE
Expertises
- synthèse de nanopoudres à formes contrôlées
- élaboration de céramiques denses
- cristallisation induite par laser
Caractérisations structurales in situ :
- analyse Rietveld en incidence rasante
- diffraction en température (10 ? 1600 K) et atmosphère contrôlées (pO2, pH2, pH2O)
- étude par microscopie électronique en transmission de la structure et de la composition à l'échelle atomique
- spectroscopie raman : mesures en températures, cartographies
- diffraction haute résolution pour molécules actives
Propriétés fonctionnelles :
- ferroïques avancés : design de ferroïques, multiferroïques: BFO, matériaux AFE, multiferroïques hybrides, ferro-énergie (supercondensateurs, matériaux électrocaloriques, photo-effets dans les multiferroïques)
- mesures des propriétés de transport ? impédance, conduction électronique/ionique, piézoélectricité, en température (10 ? 1600 K) et atmosphères contrôlées (pO2, pH2, pH2O)
- propriétés électrocaloriques
- élasticité en température et sous atmosphère contrôlée
Simulations :
- nouvelles fonctionnelles pour la DFT avec applications aux solides
- extension de la dynamique moléculaire à basses températures, prise en compte des effets quantiques
- cristallisation et diffraction haute résolution avec applications aux molécules actives
- calcul par DFT des propriétés élastiques en conditions extrêmes : températures, pression
Secteurs d'applications
- Autre marché
- Energie
- Santé / Bien-être
- Electronique / Photonique
- Matériaux (Métal, Verre, Céramique, Composite...)
Effectif total
Nombre de chercheurs : 11
Nombre de doctorants : 10
Equipements ouverts à la collaboration
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
Centre de diffraction :
- diffraction des rayons X en très haute résolution (diffractomètre 2-cercles, diffractomètre sur anode tournante, équipements en température), microscopie (électronique MEB, à force atomique AFM, photoémission X-PEEM), spectroscopie (Raman, UV/visible)
Caractérisation :
- mesures électriques (nanoampèremètre, impédancemètre sous atmosphère contrôlée, conductivité...), mesures thermiques (microcalorimétrie, thermogravimétrie, analyse thermomécanique)
Modélisation : calculs DFT, Monte-Carlo, dynamique moléculaire
Mots clés
Offre de valorisation
- modélisation multi-échelles de matériaux pour l'énergie (modélisation quantique, dynamique moléculaire, calculs DFT)
Exemple(s) de travaux
- membre fondateur de l'Initiative de Recherche Stratégique MOMENTOM : Molecules and Materials for the Energy of Tomorrow
- projet Nano-Oxytronique (LabEx NanoSaclay)
Publications
Relations industrielles et scientifiques
Collaborations scientifiques
- France : CEA-Saclay (Equipe Mixte CARMEN), la Faculté de Pharmacie (Chatenay-Malabry), le CEA-Cadarache, l'Ecole Polytechnique, les Universités d'Orsay, Pierre et Marie Curie, de Dijon, de Bordeaux, d'Amiens, du Mans, de Nancy, l'ILL, l'ESRF, Soleil, le CEA-Grenoble, etc...
- International : Universités de Tokyo Waseda, Spring8, Arkansas, Brookhaven, EPFL, Cracovie, Marrackech, Belgrade, Gênes, Lisbonne, Ljubiliana, Hanoï, Cranfield, Barcelone, Wi'an, ...
Collaborations privées
Essaimage de start-ups, thèse CIFRE, partenariat avec plusieurs grands groupes
Etablissements de rattachement
Département(s) de recherche
- Chimie
- PHOM (Physique des ondes et de la matière)
Liens PIA
- LabEx PALM
- LabEx LASIPS
- LabEx NanoSaclay