Matériaux
Introduction
L’axe Matériaux a pour objectif de rassembler les activités de recherche allant des techniques d’élaboration à la modélisation de leurs propriétés en passant par leurs études. Le point commun de ces activités est le développement et l’étude des matériaux pour les applications liées aux différents axes thématiques de l’IES : Capteurs et Instrumentations, Photoniques et Ondes, Fiabilité et Environnements Contraints et Énergie.
SOUS-THEMES DE RECHERCHE :
L’axe matériaux s’articule autour de cinq sous-thèmes :
- Fabrication des matériaux :
Porte sur les techniques de fabrication des matériaux par épitaxie, dépôt chimique/physique en phase vapeur, de solution chimique, de collage…. Le contrôle de la composition et de la qualité structurale sur des échelles allant du nanomètre au millimètre est au cœur de cette activité. - Intégration des matériaux sur substrats technologiques (Si, papier, flexible…)
Vise à étudier l’intégration des matériaux sur des substrats technologiques tels que le Silicium, le papier ou des substrats flexibles par différentes techniques hétérogènes comme le collage ou directe par croissance épitaxiale ou dépôt. - Propriétés des matériaux :
A pour objet le développement de techniques de caractérisations appropriées pour étudier les propriétés physiques des matériaux aussi bien thermique, optique, électrique, mécanique ou chimique. - Modélisation et simulation :
Vise à développer les modèles théoriques en physique classique et quantique ainsi que les outils de simulation des propriétés physiques des matériaux et de leurs comportements sous perturbations. - Interaction avec les domaines applicatifs pour l’utilisation de matériaux innovants.
QUESTIONNEMENTS SCIENTIFIQUES :
Les matériaux sont la clé de tous les défis mondiaux et au cœur de tous les développements technologiques, dans nos domaines scientifiques il est important de pouvoir répondre à ces différentes questions ainsi les problématiques abordées dans cet axe sont les suivants :
- Contrôler ou éliminer les défauts (structuraux, ponctuels, de fabrication…). Améliorer et générer de nouvelles propriétés (centre profond, filtrage, matériaux non linéaire, …)
- Intégrer de manière directe et hétérogène (métamorphique, Van der Waals, collage, voie chimique…) les différentes familles de matériaux pour la réalisation de matériaux multifonctions.
- Développer les techniques de fabrication pour un contrôle multi-échelle (alliages, épaisseurs, dopages, …)
- Déterminer les paramètres physiques par des techniques de caractérisations innovantes (optique, acoustique, électrique, thermique, cristallographique…) et les modèles (du classique au quantique) pour prévoir leurs propriétés.
Equipement spécifique
Pour la fabrication
Pour la caractérisation
Pour la fabrication
Équipements d’élaboration de matériaux actifs en couches minces
Pour la caractérisation
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Compétences
Compétences scientifiques
Compétences techniques
Compétences scientifiques
Dans le cadre de cet axe les compétences suivantes seront exploitées :
- Conception des nouveaux matériaux : semi-conducteurs, oxydes, pérovskites, composites, alliages, organiques, hybrides, 2D…
- Procèdes/méthodes/techniques d’élaboration des matériaux : Dépôts des couches minces par voie chimique en phase liquide et vapeur. Dépôts sous vide, Épitaxie, impression, nano-structuration des matériaux…
- Caractérisation/Propriétés : structurale, électrique, optique, acoustique, mécanique, technologique, …
- Modélisation : modèle prédictif, phénomène expérimental, phénomène couplé, …
Compétences techniques
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Projets de recherche
Halt O’Plast
Développement d'une technique de captation de microplastiques en milieu aqueux basée sur un couplage électrostatique/micro-fluidique
Financé par :
LOW-GAP-TPV
Matériaux et structures permettant la conversion d'énergie thermophotovoltaïque à très bas gap
Partenaires :
Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CNRS/CEMHTI), Institut P': Recherche et Ingénierie en Matériaux, Mécanique et Energétique (CNRS/Pprime)
Financé par :
PIANIST
PhysIcAl properties of hybrid semimetal/semicoNductor III-V/Si maTerials
