Institut des
NanoSciences de Paris
insp
Accueil > Publications > Ouvrages
insp
1.jpg

Ouvrages

JPEG The Oxford Handbook of Small Superconductors
A.V. Narlikar (Editor)
Oxford Handbooks, 2017

Chapters :

  • « Local Scale Spectroscopic Studies of Vortex Organization in Mesoscopic Superconductors »
    Autors : Tristan Cren, Christophe Brun (INSP), Dimitri Roditchev, Milorad Milosevic
  • « Proximity Effect : A New Insight From In-Situ Fabricated Hybrid Nanostructures »
    Autors : Tristan Cren, Christophe Brun (INSP), Dimitri Roditchev, Juan Carlo Cuevas

Description

This handbook is about a remarkable set of materials that are technically referred to as « mesoscopic superconductors », which for all practical purposes are tiny or small in their dimensions, ranging from a few micrometers down to a nanometer. At this level of smallness, the superconducting properties are dramatically changed, showing the dominance of quantum effects. Ground breaking research studies of small superconductors have emerged, and in a world obsessed with miniaturization of electronic device technology, small superconductors acquire even greater relevance and timeliness for the development of exciting novel quantum devices.

The chapters, contributed by noted researchers and frontrunners in the field from 15 countries, are presented in three parts, namely progress in basic studies, materials specific research, and advances in nanodevices. The contents of the handbook should be of immediate interest to advanced level university students and researchers particularly in physics, materials science, nanoscience and engineering departments. Various reviews and overviews appearing in the book should answer the queries and curiosities of non-specialists interested in nanoscale superconductivity. At the start, the book carries an extended introduction for readers new to the field. The book should also appeal to scientists and engineers from electronic industries interested in knowing the current status of the theory, manufacture, and future of mesoscopic superconductors. In doing so, this volume offers the opportunity to engage with cutting edge research in one of the most exciting fields of physics today and tomorrow.

More information


JPEG Fluids, Colloids and Soft Materials : An Introduction to Soft Matter Physics
Alberto Fernandez-Nieves (Editor), Antonio Manuel Puertas (Editor)
Wiley, June 2016

Chapter « Foams »
Auteurs : Reinhard Höhler & Sylvie Cohen-Addad (INSP)

This book presents a compilation of self-contained chapters covering a wide range of topics within the broad field of soft condensed matter. Each chapter starts with basic definitions to bring the reader up-to-date on the topic at hand, describing how to use fluid flows to generate soft materials of high value either for applications or for basic research. Coverage includes topics related to colloidal suspensions and soft materials and how they differ in behavior, along with a roadmap for researchers on how to use soft materials to study relevant physics questions related to geometrical frustration.

More information


JPEG Comment fait le gecko pour marcher au plafond ?
Serge Berthier
Editions Belin - Pour la science - Avril 2016

Dans la Nature, tout apparaît évident. Le papillon a des ailes et il vole ; le poisson des nageoires et il nage… Sous cette apparente simplicité se cachent des architectures extraordinairement complexes, à une échelle de taille immédiatement supérieure à celle de la molécule. Ramper, nager, voler, résister aux chocs, se protéger du soleil, se camoufler, voir la nuit… Les nanostructures remplissent de nombreuses fonctions, et leur sophistication n’a pas fini de nous émerveiller. Alors que la Nature est économe et utilise peu d’éléments chimiques, ces structures multifonctionnelles sont extrêmement efficaces, souples et robustes. Et sous le microscope, elles montrent un judicieux désordre qui facilite leur adaptation aux divers changements environnementaux. Que d’ingéniosité dans le nanomonde ! Dans cet ouvrage, l’auteur présente les exemples les plus marquants de structures naturelles chez les animaux et chez les plantes. Au fil des pages, une idée émerge : la Nature a beaucoup à nous apprendre, à une échelle que nous commençons à peine à maîtriser.

En savoir plus


JPEG Excitons and Cooper Pairs. Two Composite Bosons in Many-Body Physics
Monique Combescot and Shiue-Yuan Shiau
Oxford Graduate Texts

This book bridges a gap between two major communities of Condensed Matter Physics, Semiconductors and Superconductors, that have thrived independently. Through an original perspective that their key particles, excitons and Cooper pairs, are composite bosons, the authors raise fundamental questions of current interest : how does the Pauli exclusion principle wield its power on the fermionic components of bosonic particles at a microscopic level and how this affects the macroscopic physics ? What can we learn from Wannier and Frenkel excitons and from Cooper pairs that helps us understand « bosonic condensation » of composite bosons and its difference from Bose-Einstein condensation of elementary bosons ? The authors start from solid mathematical and physical foundation to derive excitons and Cooper pairs. They further introduce Shiva diagrams as a graphic support to grasp the many-body physics induced by fermion exchange - a novel mechanism not visualized by standard Feynman diagrams. Advanced undergraduate or graduate students in physics with no prior background will benefit from this book. The developed concepts and methodology should also be useful to present researches on ultracold atomic gases, exciton-polaritons, and quantum information.

To know more


GIF La lumière en lumière. Du photon à l’internet

De B. Boulanger, S. Guellati - Khélifa, D. Hennequin et M. Stehle Avec la collaboration de Serge Berthier
Editions EDP Sciences - 2016

Fruit de la collaboration entre la Société Française d’Optique et la Société Française de Physique. Ouvrage réalisé dans le cadre de l’Année Internationale de la Lumière.

Chacun connait l’importance de la lumière dans la vie quotidienne. Cependant son rôle ne se limite pas à la vision : la lumière s’inscrit à l’origine même de notre vie sur Terre, par la capacité qu’elle offre aux plantes de produire l’oxygène que nous respirons. Principal moteur du climat, elle a également forgé notre environnement. Quant à l’avenir, elle nous promet des solutions aux crises que traverse actuellement notre société. Dans cette perspective, afin que chacun prenne conscience de son immense potentiel en matière de développement durable, énergétique ou sanitaire, l’Organisation des Nations unies a proclamé 2015 « Année internationale de la lumière et des techniques utilisant la lumière ».

Cet ouvrage ambitionne précisément de porter la compréhension de ces enjeux à la connaissance de tous. Il décrit ce que nous savons de la lumière elle-même et des phénomènes qu’elle engendre, depuis les irisations des bulles de savon jusqu’aux aurores polaires. Au gré des chapitres, dans un formidable voyage aux frontières du savoir, nous flirtons avec la mécanique quantique, les limites de l’Univers, mais aussi les applications infinies de la technologie : car la lumière soigne, surveille l’environnement, fournit de l’énergie, préserve les œuvres d’art, façonne les objets du quotidien, divertit… Et ce n’est que le début !

En savoir plus


JPEG Complexité et désordre
Éléments de réflexion

EDP Editions - Collection : Grenoble Sciences - novembre 2015

Sous la direction de Jean-Claude S. Lévy
Participation de Serge Berthier

Depuis quelques années, les sujets de complexité et de désordre font l’objet de nombreuses études. L’originalité de cet ouvrage tient à son ouverture sur cette activité « en devenir » dans un large éventail de disciplines. Des contributions issues d’expertises très différentes ont été sélectionnées pour faire avancer la compréhension des phénomènes par des fertilisations croisées. Dans chaque nouveau chapitre, c’est un nouvel expert qui formule ce qu’est, à ses yeux, la complexité dans son champ d’action. On voit ainsi apparaître, au fil des chapitres, la puissance et la diversité de l’aléatoire, les limites entre les concepts de complexité et de désordre, les transitions de phase dynamiques avec des aspects prédictifs…

L’intérêt pour le lecteur est de découvrir par lui-même l’existence de similarités entre des phénomènes et des champs thématiques différents. Il pourra ainsi acquérir un vrai recul sur les concepts de complexité et de désordre.

L’ouvrage est destiné à un public cultivé possédant quelques bases scientifiques lui permettant de se forger une opinion étayée.

Site de l’éditeur


GIF Probing matter down to nanometer scale and up to terahertz frequancies
Guest editors : E. Péronne and B. Perrin - Preface
Ultrasonics, vol 56, february 2015

JPEG

Toward a New Dimension - Exploring the Nanoscale
Anne Marcovich and Terry Shinn
Oxford University Press, 2014
Deux sociologues sont venus à l’INSP rencontrer des chercheurs en vue de publier cet ouvrage.

Identifies key historical moments in the birth and evolution of nanoscience Based on interviews with 50 scientists and engineers engaged in nanoscale research in France and in the United States Describes transformations in the relations between instrumentation, materials, research questions, and epistemology in the domains of nanoscale research

Over the course of the last thirty years, the investigation of objects at the nano scale has rocketed. Nanoscale scientific research has not only powerfully affected the amount and orientation of knowledge, it has perhaps even more significantly redirected the ways in which much research work is carried out, changed scientists’ methodology and reasoning processes, and influenced aspects of the structure of career trajectory and the functioning of scientific disciplines.

This book identifies key historical moments and episodes in the birth and evolution of nanoscience, discusses the novel repertory of epistemological concerns of practitioners, and signals sociological propensities. As Galileo’s telescope explored the moon’s surface four hundred years ago, nano instrumentation now makes it possible to see the surface of single molecules. Moreover, practitioners are able to manipulate individual atoms and molecules at will to produce pre-designed synthetic materials, non-existent in nature. The combinatorial of heightened observational capacity and the tailoring of synthetic artificial materials exhibiting hitherto novel physical properties has widened and transformed the worlds of scientific knowledge and technical artefact. This book invites the question : to what extent does nanoscale scientific research constitute a kind of ’scientific revolution’ ?

Readership : General readers who want to remain abreast of exciting new ventures in science ; historians, sociologists and philosophers of science ; nanoscientists.

Lire la notice du livre sur le site de l’éditeur


GIF Foams. Structure and Dynamics

Isabelle Cantat, Sylvie Cohen-Addad, Florence Elias, François Graner, Reinhard Höhler, Olivier Pitois, Florence Rouyer, and Arnaud Saint-Jalmes
Translated by Ruth Flatman
Edited by Simon Cox

  • Presents both the physical and physico-chemical properties of foams
  • Covers all major foam properties : structure, drainage, coarsening, rheology, and all major techniques
  • Pedagogical approach highlighting basic principles and orders of magnitude. More detailed information is displayed in boxes within the text.
  • Experiments for the reader to perform at home using household materials
  • Exercises to further illustrate the material
  • Solutions manual for lecturers available via the publisher’s web site

Foams are ubiquitous in our daily lives. Their presence is highly desirable in certain foods, drinks and cosmetics, and they are essential in oil recovery and mineral extraction. In some industrial processes (such as the manufacture of glass, paper and wine) foams are an unwelcome by-product.

Why do they appear ? What controls the rate at which they disappear ? Do they flow in the same way as ordinary liquids ? All of these questions and more are addressed here, incorporating significant recent contributions to the field of foams.

This book is the first to provide a thorough description of all aspects of the physico-chemical properties of foams. It sets out what is known about their structure, their stability, and their rheology. Engineers, researchers and students will find descriptions of all the key concepts, illustrated by numerous applications, as well as experiments and exercises for the reader. A solutions manual for lecturers is available via the publisher’s web site.

Readership : Final year undergraduates, postgraduates and academics in physics, physical chemistry and engineering, R&D engineers, and senior technicians.

Editor’s web site


JPEG Gold Nanoparticles for Physics, Chemistry and Biology

Catherine Louis (UPMC), Olivier Pluchery (INSP, UPMC)

La fascination de l’or est une histoire qui s’étend sur des millénaires, mais les scientifiques ont récemment découvert un nouvel intérêt pour l’or à l’échelle de la nanoparticule.

Cet enthousiasme scientifique a commencé dans divers domaines de la science dans le milieu des années 1980 et ce livre offre un panorama des principales réalisations scientifiques obtenues avec des nanoparticules d’or.

Différents thèmes sont examinés, tels que : les méthodes de préparation de nanoparticules d’or, leur résonance plasmonique et propriétés thermo-optiques, leurs propriétés catalytiques, leur utilisation en biologie et en médecine, ainsi que leur toxicité éventuelle et, enfin, l’avenir de leurs applications technologiques.

Le livre contient également une étude approfondie de l’utilisation de nanoparticules d’or à travers les âges. Tous ces sujets sont présentés par des scientifiques de classe mondiale au sein d’un ensemble de chapitres autonomes.

Pour en savoir plus


JPEG Quantum Dots. Optics, Electron Transport and Future Applications

Ce livre présente un large éventail des techniques pour la fabrication des boîtes quantiques et le contrôle de leurs propriétés quantiques.Rédigé par des chercheurs de premier plan, ce livre (auquel a contribué Benoît Eblé de l’INSP) montre les avancées récentes sur la physique des boîtes quantiques semiconductrices (III-V et II-VI) réalisées par auto-assemblage, lithographie ou encore par synthèse chimique ; Les expériences de transports et d’optiques, révélant les propriétés remarquables de ces nano-objets sont décrites.

Une attention particulière est donnée à la manipulation du spin électronique piégé dans les boîtes quantiques et le contrôle de leur environnement magnétique, mais aussi à la génération de lumière non-classique émise par ces nano-émetteurs, lorsqu’ils sont insérées dans les cavités diélectriques, ou couplé à des plasmons dans des structures métalliques. Ce livre est une source d’information précieuse pour les étudiants en master et les nouveaux chercheurs dans ce domaine.

Pour en savoir plus


JPEG Les mousses : Structure et dynamique - Editions Belin

Les mousses sont omniprésentes dans notre quotidien. Elles sont craintes dans certains procédés industriels (comme la fabrication du verre, de la pâte à papier, du vin, etc.), mais sont par ailleurs souvent recherchées, par exemple pour la préparation d’aliments, de boissons, de produits cosmétiques, pour la production du pétrole, ou encore l’extraction de minerais.
Pourquoi apparaissent-elles ? Comment contrôler la vitesse de leur vieillissement ? S’écoulent-elles comme un liquide usuel ? Ces questions et bien d’autres ne connaissent de réponses que depuis peu, grâce à l’école française en particulier. _Ce livre propose la première description exhaustive des propriétés physico-chimiques des mousses. Il dresse un état des connaissances sur leur structure, leur stabilité et leur rhéologie. Les ingénieurs, chercheurs et étudiants y trouveront tous les concepts clés, illustrés par de nombreuses applications, des expériences, ainsi que par des exercices.

  • Isabelle Cantat est professeur à l’université de Rennes 1.
  • Sylvie Cohen-Addad est professeur à l’université de Paris-Est Marne-la-Vallée.
  • Florence Elias est maître de conférences à l’université Pierre-et-Marie-Curie, Paris 6.
  • François Graner est directeur de recherche au CNRS, Institut Curie, Paris.
  • Reinhard Höhler est professeur à l’université de Paris-Est Marne-la-Vallée.
  • Olivier Pitois est maître de conférences à l’université de Paris-Est Marne-la-Vallée.
  • Florence Rouyer est maître de conférences à l’université de Paris-Est Marne-la-Vallée.
  • Arnaud Saint-Jalmes est chargé de recherche au CNRS, Institut de physique de Rennes.
Ouvrage publié avec le concours du CNRS et de l’université Paris-Est Marne-la-Vallée.

JPEG Photonique des morphos par Serge Berthier

La photonique est déjà présente dans notre vie quotidienne, et on attend maintenant que la manipulation des photons permette aussi le traitement logique des informations. Cependant, l’élément de base qui permet cette manipulation de la lumière, le cristal photonique, est d’une réalisation complexe et mal contrôlée.

Dans la course à la maîtrise de la lumière, les structures photoniques naturelles ont beaucoup à nous apprendre. C’est ce que nous montre Serge Berthier qui étudie dans ce livre la structure des écailles des Morphos. Tenant compte de l’essor récent des approches biomimétiques, il présente de manière détaillée plus de dix-huit techniques expérimentales utilisées pour ses analyses, ainsi que les diverses approches théoriques développées pour la modélisation de structures multi-échelles complexes.