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Oxydes en basses dimensions
Thèmes de rechercheLa science des surfaces et des interfaces, qui examine les propriétés structurales, électroniques et réactionnelles, accorde de nos jours un intérêt accru aux substrats isolants.
Les archétypes de ces derniers sont les oxydes. Ils sont en effet omniprésents, que ce soit dans l’environnement ou dans les objets manufacturés, ne serait-ce que par le fait - désiré ou non - que la plupart des métaux s’oxydent au contact de l’atmosphère. L’importance des oxydes est également due au nombre de domaines scientifiques auxquels ils participent. Et il ne s’agit pas seulement des domaines traditionnels tels la catalyse, les revêtements optiques, thermiques ou mécaniques, ou encore la microélectronique, mais aussi les sciences de la terre, de l’environnement et les sciences de la vie.
Les potentialités des analyses des surfaces à l’échelle atomique, en particulier celles utilisant des sondes locales, ont renouvelé la science des surfaces et des interfaces, en permettant une étude locale d’objets de basse dimension : surfaces, films ultra-minces, agrégats, et ce, non seulement dans des conditions académiques de l’ultra-vide, mais encore sous des pressions de gaz variables et aux interfaces liquide/solide.
A l’échelle nanométrique, les propriétés des oxydes présentent des variations dramatiques, dues aux interactions à longue portée qui ne sont pas écrantées dans les isolants. Les propriétés électroniques, magnétiques et de réactivité dépendent fortement de la coordinence des atomes, de l’orientation cristallographique, de l’épaisseur, de la taille latérale et de la stoechiométrie. Il en résulte des propriétés nouvelles, telles une variabilité du gap, une électro-négativité et une réactivité spécifiques des atomes sous-coordinés, des variations de moments magnétiques et de températures critiques de transitions magnétiques, sur lesquelles on peut tenter de jouer pour fabriquer des objets artificiels aux propriétés prédéfinies.
L’équipe regroupe expérimentateurs et théoriciens travaillant sur les oxydes en basses dimensions. Son objectif est d’explorer la structure des surfaces, des films minces, des agrégats d’oxydes et leurs interfaces avec d’autres matériaux (en particulier les métaux), pour en comprendre leurs propriétés électroniques, magnétiques, de réactivité et d’adhésion. L’intérêt se porte spécifiquement sur les propriétés locales, grâce à l’utilisation de diverses techniques, telles que la microscopie à champ proche, la spectroscopie d’électrons, les approches théoriques des propriétés d’état fondamental et excité, et la modélisation multi-échelle de systèmes complexes. Une des volontés du groupe est de travailler, à la fois sur le plan expérimental et théorique, sur des systèmes communs.
Thèmes de recherche :
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Structures cristallographiques et électroniques de films ultra-minces d’oxydes
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Mécanismes de croissances d’interfaces métal/oxyde : de l’ultra-vide aux conditions environnementales
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Réactivité des oxydes vis-à-vis de l’eau : hydroxylation
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Oxydes en solution
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Interfaces oxydes pour l’électronique
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