Département NM

NanoMatériaux

Responsable : Philippe Parent, Co-responsable : Frédéric Leroy

Présentation

NanoMatériaux: élaboration et propriétés 

Les activités de recherche du département NanoMatériaux ont pour objectif de développer une approche innovante et interdisciplinaire d’étude des nanomatériaux combinant des études de   systèmes modèles (surfaces, films minces et ultraminces), de systèmes réels (nanomatériaux fonctionnalisés, aérosols carbonés, biominéraux,…) et de nanomatériaux à forts enjeux sociétaux, en particulier dans les domaines de l’énergie, de l’environnement et de la communication (spintronique).

L’une des préoccupations majeures des études menées par le département porte sur le lien entre les conditions d’élaboration des nanomatériaux et leurs propriétés physiques et physico-chimiques.

 Le département, constitué d’expérimentateurs, combine différents champs de compétences en physique et physico-chimie des matériaux. Il s’appuie sur un support technique de 3 IT (G. Arthaud, C. Coudreau, B. Courtois).

Personnels permanents ~ 30

 
 
2DASAP

Les activités de recherche du département NanoMatériaux s’articulent autour de 3 axes :
1. Nanomatériaux ultraminces

Les surfaces et les interfaces sont à la base des activités de recherche du département par le rôle important qu’elles jouent lors de la croissance/synthèse des nanomatériaux, vis-à-vis des réactions     chimiques ou de la fonctionalisation des nanomatériaux.

Thèmes développés :

  • Composés 2D hybridés sp2 et dichalcogénures de métaux de transition
  • Assemblages moléculaires sur substrats
  • Mécanismes élémentaires de transport de matière hors équilibre (électromigration-thermomigration)

 

2. Nanomatériaux fonctionnels

Une large part des activités de recherche du département est tournée vers l’étude de systèmes à forts enjeux sociétaux dans le domaine de l’énergie (catalyse, photovoltaïque, piles à combustible) et des outils numériques de demain (spintronique).

Thèmes développés :

  • Activité catalytique de nanoparticules individuelles ou assemblées, sous UHV ou en milieu liquide
  • Nanostructuration électrochimique 3D de matériaux et fonctionnalisation par ALD (Energie)
  • Elaboration de couches minces d’alliages métal-semiconducteur (Spintronique)
  • Mouillage et stabilité aux interfaces solide/solide

 

3. Nanomatériaux et environnement

Au-delà des enjeux économiques liés à la synthèse de nanomatériaux innovants, les nanomatériaux sont aussi présents à l’état naturel sous forme de géo- ou bio-minéraux ou de nanoparticules issues de l’activité humaine posant, dans ce dernier cas, de nombreuses questions quant à leur impact sur  l’environnement.

Thèmes développés :

  • Propriétés physico-chimiques d’aérosols carbonés liés au trafic aérien et maritime et interaction avec l’environnement
  • Processus de croissance et fonction des biominéraux

 
 
Biomin

Publications

2020

Microstructure evolution and thermal stability of equiatomic CoCrFeNi films on (0001) α-Al2O3

Younès Addab, Maya Kini, Blandine Courtois, Alan Savan, Alfred Ludwig, Nathalie Bozzolo, Christina Scheu, Gerhard Dehm, Dominique Chatain

Acta Materialia (2020)10.1016/j.actamat.2020.09.064

Influence of step structure on preferred orientation relationships of Ag deposited on Ni(111)

Dominique Chatain, Saransh Singh, Blandine Courtois, Jérémie Silvent, Elodie Verzeroli, Gregory Rohrer, Marc de Graef, Paul Wynblatt

Acta Materialia (2020)10.1016/j.actamat.2020.08.082

2D Manipulation of Nanoobjects by Perpendicular Electric Fields: Implications for Nanofabrication

Stefano Curiotto, F. Cheynis, Pierre Müller, Frédéric Leroy

Acs Applied Nano Materials 3:1118-1122 (2020)10.1021/acsanm.9b02517

Quantifying the Extent of Ligand Incorporation and the Effect on Properties of TiO 2 Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition Using an Alkoxide or an Alkylamide

Maxime Dufond, Maïmouna Diouf, Clémence Badie, Carine Laffon, Philippe Parent, Daniel Ferry, David Grosso, Jacques Kools, Simon Elliott, Lionel Santinacci

Chemistry of Materials 32:1393-1407 (2020)10.1021/acs.chemmater.9b03621

On the why's and how's of clay minerals' importance in life's emergence

Simon Duval, Elbert Branscomb, Fabienne Trolard, Guilhem Bourrié, Olivier Grauby, Vasile Heresanu, Barbara Schoepp-Cothenet, Kilian Zuchan, Michael Russell, Wolfgang Nitschke

Applied Clay Science 195:105737 (2020)10.1016/j.clay.2020.105737

Edge-On Self-Assembly of Tetra-Bromoanthracenyl-Porphyrin on Silver Surfaces

Nataliya Kalashnyk, Michel Daher Mansour, Joffrey Pijeat, Rémi Plamont, Xavier Bouju, Teodor Silviu Balaban, Stéphane Campidelli, Laurence Masson, Sylvain Clair

Journal of Physical Chemistry C (2020)10.1021/acs.jpcc.0c05908

Selective modification of the unquenched orbital moment of manganese introduced by carbon dopant in epitaxial Mn5Ge3C0.2/Ge(111) films

R. Kalvig, E. Jedryka, M. Wojcik, Matthieu Petit, L. Michez

Physical Review B: Condensed Matter (1978-1997) 101 (2020)10.1103/PhysRevB.101.094401

Quantification and prediction of water uptake by soot deposited on ventilation filters during fire events

Laura Lintis, François-Xavier Ouf, Philippe Parent, Daniel Ferry, Carine Laffon, Cécile Vallières

Journal of Hazardous Materials 123916 (2020)10.1016/j.jhazmat.2020.123916

Hydrocarbon Diffusion in Mesoporous Carbon Materials: Implications for Unconventional Gas Recovery

Yann Magnin, Jérémie Berthonneau, Nicolas Chanut, Daniel Ferry, Olivier Grauby, Rachel Jorand, Franz Joseph Ulm, Eric Chaput, Roland Pellenq

ACS Applied Nano Materials 3:7604-7610 (2020)10.1021/acsanm.0c01191

Electrolyte-gated-organic field effect transistors functionalized by lipid monolayers with tunable pH sensitivity for sensor applications

Tin Phan Nguy, Ryoma Hayakawa, Volkan Kilinc, Matthieu Petit, Yemineni S L V Narayana, Masayoshi Higuchi, Jean-Manuel Raimundo, Anne Charrier, Yutaka Wakayama

Applied Physics Express 13:011005 (2020)10.7567/1882-0786/ab5322

Functionalized geopolymer foams for cesium removal from liquid nuclear waste

S. Petlitckaia, Y. Barre, T. Piallat, O. Grauby, Daniel Ferry, A. Poulesquen

Journal of Cleaner Production 269 (2020)10.1016/j.jclepro.2020.122400

Ordered SnO2 nanotube arrays of tuneable geometry as a lithium ion battery material with high longevity

Ying Zhuo, Sarah Tymek, Hong Sun, Maïssa Barr, Lionel Santinacci, Julien Bachmann

Nanoscale Advances 2:1417-1426 (2020)10.1039/c9na00799g

2019

Yellowing of laser-cleaned artworks: Formation of residual hydrocarbon compounds after Nd:YAG laser cleaning of gypsum plates covered by lamp black

Jérémie Berthonneau, Philippe Parent, Olivier Grauby, Daniel Ferry, Carine Laffon, Alain Colombini, Blandine Courtois, Philippe Bromblet

Journal of Cultural Heritage 39:57-65 (2019)10.1016/j.culher.2019.02.014

Electrocatalytic Performance of Titania Nanotube Arrays Coated with MoS 2 by ALD toward the Hydrogen Evolution Reaction

Yuanyuan Cao, Yanlin Wu, Clémence Badie, Stéphane Cadot, Clément Camp, Elsje Alessandra Quadrelli, Julien Bachmann

ACS Omega 4:8816-8823 (2019)10.1021/acsomega.9b00322

Growth and orientation relationships of Ni and Cu films annealed on slightly miscut (1-102) r-sapphire substrates

Dominique Chatain, Blandine Courtois, Igor Ozerov, Nathalie Bozzolo, Madeleine Kelly, Gregory Rohrer, Paul Wynblatt

Journal of Crystal Growth 508:24-33 (2019)10.1016/j.jcrysgro.2018.11.024

2D nanostructure motion on anisotropic surfaces controlled by electromigration

Stefano Curiotto, Pierre Müller, Ali El-Barraj, Fabien Cheynis, Olivier Pierre-Louis, Frédéric Leroy

Applied Surface Science 469 (2019)10.1016/j.apsusc.2018.11.049

Shape changes of two-dimensional atomic islands and vacancy clusters diffusing on epitaxial (1 1 1) interfaces under the impact of an external force

Stefano Curiotto, Frédéric Leroy, Pierre Muller, Fabien Cheynis, Michail Michailov, Ali El-Barraj, Bogdan Ranguelov

Journal of Crystal Growth 520:42-45 (2019)10.1016/j.jcrysgro.2019.05.016

Fougerite: the not so simple progenitor of the first cells

Simon Duval, Frauke Baymann, Barbara Schoepp-Cothenet, Fabienne Trolard, Guilhem Bourrie, Olivier Grauby, Elbert Branscomb, Michael Russell, Wolfgang Nitschke

Interface Focus 9:20190063 (2019)10.1098/rsfs.2019.0063

Oxygen Adsorption on Graphene-Encapsulated Palladium Nanoparticles Imaged by Kelvin Probe Force Microscopy

Henrik Grönbeck, Clemens Barth

Journal of Physical Chemistry C 123:24615-24625 (2019)10.1021/acs.jpcc.9b07377

Revealing Carbon Phenomena at Palladium Nanoparticles by Analyzing the Work Function

Henrik Grönbeck, Clemens Barth

Journal of Physical Chemistry C 123:4360-4370 (2019)10.1021/acs.jpcc.8b12208

Enhanced Oxygen Evolution Reaction Activity of Nanoporous SnO2/Fe2O3/IrO2 Thin Film Composite Electrodes with Ultralow Noble Metal Loading

Sandra Haschke, Ying Zhuo, Stefanie Schlicht, Maïssa Barr, Ricarda Kloth, Maxime Dufond, Lionel Santinacci, Julien Bachmann

Advanced Materials Interfaces 6:1801432 (2019)10.1002/admi.201801432

Structure of a Zn monolayer on Ag(111) and Ag(110) substrates: an AES, LEED and STM study

Maradj Hicham, Carole Fauquet, Mostefa Ghamnia, Benedicte Ealet, Nabil Rochdi, Sébastien Vizzini, Jean-Paul Biberian, Bernard Aufray, Haik Jamgotchian

Surface Science (2019)10.1016/j.susc.2019.02.007

Atomic Transport in Au-Ge Droplets: Brownian and Electromigration Dynamics

Frédéric Leroy, Ali El-Barraj, Pierre Müller, Fabien Cheynis, Stefano Curiotto

Physical Review Letters (2019)

Aircraft and MiniCAST soot at the nanoscale

Iman Marhaba, Daniel Ferry, Carine Laffon, Thomas Regier, François-Xavier Ouf, Philippe Parent

Combustion and Flame 204:278-289 (2019)10.1016/j.combustflame.2019.03.018

Stable operation of water-gated organic field-effect transistor depending on channel flatness, electrode metals and surface treatment

Tin Phan Nguy, Ryoma Hayakawa, Volkan Kilinc, Matthieu Petit, Jean-Manuel Raimundo, Anne Charrier, Yutaka Wakayama

Japanese Journal of Applied Physics 58:SDDH02 (2019)10.7567/1347-4065/ab09d2

Step flow growth of Mn5Ge3 films on Ge(111) at room temperature

Matthieu Petit, Amine Boussadi, Vasile Heresanu, Alain Ranguis, Lisa Michez

Applied Surface Science 480:529-536 (2019)10.1016/j.apsusc.2019.01.164

Molecular Beam Study of the CO Adsorption on a Regular Array of PdAu Clusters on Alumina

Georges Sitja, Claude R Henry

Journal of Physical Chemistry C 123:7961-7967 (2019)10.1021/acs.jpcc.8b07350

Regular Arrays of Pt Clusters on Alumina: A New Superstructure on Al 2 O 3 /Ni 3 Al(111)

Georges Sitja, Aude Bailly, Maurizio de Santis, Vasile Heresanu, Claude Henry

Journal of Physical Chemistry C 123:24487-24494 (2019)10.1021/acs.jpcc.9b05109

Séminaires

Informations à venir

Financement

Sources et sondes ponctuelles 2 Ingénierie moléculaire et matériaux fonctionnelsMouillage et interfaces 1

  • 7 contrats ANR

  • 1 contrat ESA