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

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

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

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

On pinning-depinning and microkink-flow in solid state dewetting: Insights by in-situ ESEM on Al thin films

Stefan Werner Hieke, Marc-Georg Willinger, Zhu-Jun Wang, Günther Richter, Dominique Chatain, Gerhard Dehm, Christina Scheu

Acta Materialia 165:153-163 (2019)10.1016/j.actamat.2018.11.028

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

Light‐Assisted Charge Propagation in Networks of Organic Semiconductor Crystallites on Hexagonal Boron Nitride

Aleksandar Matković, Jakob Genser, Markus Kratzer, Daniel Lüftner, Zhongrui Chen, Olivier Siri, Peter Puschnig, Conrad Becker, Christian Teichert

Advanced Functional Materials 1903816 (2019)10.1002/adfm.201903816

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

Soil organo-mineral associations formed by co-precipitation of Fe, Si and Al in presence of organic ligands

Wuhib Zewde Tamrat, Jérôme Rose, Olivier Grauby, Emmanuel Doelsch, Clément Levard, Perrine Chaurand, Isabelle Doelsch

Geochimica et Cosmochimica Acta 260:15-28 (2019)10.1016/j.gca.2019.05.043

2018

Carbon Precursor Structures and Graphene on Palladium Nanoparticles

Clemens Barth

Journal of Physical Chemistry C 122:522-529 (2018)10.1021/acs.jpcc.7b09885

Flow supercritical synthesis of brucite and magnesian T-O, T-O-T phyllosilicates : an opportunity to tune the structure with the solvent composition

Marie Claverie, François Martin, Christel Carême, Christophe Le Roux, Pierre Micoud, Olivier Grauby, Cyril Aymonier

Clay Minerals 53:497-503 (2018)10.1180/clm.2018.36

Stability of Ultrathin Ceria Films on Pt(111) Exposed to Air and Treated in Redox Cycles

Gabriele Gasperi, Paola Luches, Clemens Barth

Journal of Physical Chemistry C 122:25954-25963 (2018)10.1021/acs.jpcc.8b07231

From the very first stages of Mn deposition on Ge(001) to phase segregation

Sion Olive Mendez, Matthieu Petit, Alain Ranguis, Vinh Le Thanh, Lisa Michez

Crystal Growth and Design 18:5124-5129 (2018)10.1021/acs.cgd.8b00558

Investigations of the Anodic Porous Etching of n-InP in HCl by Atomic Absorption and X-ray Photoelectron Spectroscopies

Lionel Santinacci, Muriel Bouttemy, Matthieu Petit, Anne-Marie Goncalves, Nathalie Simon, Jackie Vigneron, Arnaud Etcheberry

Journal of The Electrochemical Society 165:3131-3137 (2018)10.1149/2.0181804jes

Growth of Dihydrotetraazapentacene Layers on Cu(110)

Anthony Thomas, Walter Malone, Thomas Leoni, Alain Ranguis, Zhongrui Chen, Olivier Siri, Abdelkader Kara, Peter Zeppenfeld, Conrad Becker

Journal of Physical Chemistry C 122:10828-10834 (2018)10.1021/acs.jpcc.8b01336

Boron Nitride as a Novel Support for Highly Stable Palladium Nanocatalysts by Atomic Layer Deposition

Matthieu Weber, Cassandre Lamboux, Bruno Navarra, Philippe Miele, Sandrine Zanna, Maxime Dufond, Lionel Santinacci, Mikhael Bechelany

Nanomaterials 8:849 (2018)10.3390/nano8100849

Séminaires

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Financement

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

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  • 1 contrat ESA