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

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

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

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

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

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

Mesoscale structure, mechanics, and transport properties of source rocks’ organic pore networks

Jérémie Berthonneau, Amaël Obliger, Pierre-Louis Valdenaire, Olivier Grauby, Daniel Ferry, Damien Chaudanson, Pierre Levitz, Jae Jin Kim, Franz-Josef Ulm, Roland J.-M. Pellenq

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 115:12365-12370 (2018)10.1073/pnas.1808402115

Noncontact AFM and differential reflectance spectroscopy joint analyses of bis-pyrenyl thin films on bulk insulators: Relationship between structural and optical properties

Franck Bocquet, Laurent Nony, Franck Para, Philipda Luangprasert, Jean-Valère Naubron, Christian Loppacher, Thomas Leoni, Anthony Thomas, Alain Ranguis, Anthony d'Aléo, Frédéric Fages, Conrad Becker

Physical Review B : Condensed matter and materials physics 97 (2018)10.1103/physrevb.97.235434

Influence of crystal structure defects on the small-angle neutron scattering/diffraction patterns of clay-rich porous media

Eric Ferrage, Fabien Hubert, Alain Baronnet, Olivier Grauby, Emmanuel Tertre, Alfred Delville, Isabelle Bihannic, Dimitri Pret, Laurent Michot, Pierre Levitz

Journal of Applied Crystallography 51:1311-1322 (2018)10.1107/S160057671801052X

Nanoscale chiral valley-photon interface through optical spin-orbit coupling

Su-Hyun Gong, Filippo Alpeggiani, Beniamino Sciacca, Erik Garnett, L. Kuipers

Science 359:443-447 (2018)10.1126/science.aan8010

Probing the Ultimate Plasmon Confinement Limits with a Van der Waals heterostructure

David Alcaraz Iranzo, Sébastien Nanot, Eduardo J. C. Dias, Itai Epstein, Cheng Peng, Dmitri K. Efetov, Mark B. Lundeberg, Romain Parret, Johann Osmond, Jin-Yong Hong, Jing Kong, Dirk R. Englund, Nuno M. R. Peres, Frank H. L. Koppens

Science 360:291-295 (2018)10.1126/science.aar8438

Hyperfine fields and anisotropy of the orbital moment in epitaxial Mn5Ge3 films studied by Mn55 NMR

R. Kalvig, E. Jedryka, M. Wojcik, G. Allodi, R. de Renzi, Matthieu Petit, Lisa Michez

Physical Review B : Condensed matter and materials physics 97:174428-174428 (2018)10.1103/PhysRevB.97.174428

Goethite, a tailor-made host for the critical metal scandium: The FexSc(1-x)OOH solid solution

C. Levard, D. Borschneck, O. Grauby, J. Rose, J-P Ambrosi

Geochemical Perspectives Letters 9:16-20 (2018)10.7185/geochemlet.1832

Giant ( 12 × 12 ) and ( 4 × 8 ) reconstructions of the 6 H -SiC(0001) surface obtained by progressive enrichment in Si atoms

David Martrou, Thomas Leoni, Florian Chaumeton, Fabien Castanié, Sebastien Gauthier, Xavier Bouju

Physical Review B : Condensed matter and materials physics 97:81302-81302 (2018)10.1103/PhysRevB.97.081302

Growth morphologies of dihydro-tetraaza-acenes on c-plane sapphire

Aleksandar Matković, Aydan Çiçek, Markus Kratzer, Benjamin Kaufmann, Anthony Thomas, Zhongrui Chen, Olivier Siri, Conrad Becker, Christian Teichert

Surface Science 678:128-135 (2018)10.1016/j.susc.2018.03.009

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

Thiol-functionalization of Mn5Ge3 thin films

Marta Schütz, Matthieu Petit, Lisa Michez, Alain Ranguis, Guillaume Monier, Christine Robert-Goumet, Jean-Manuel Raimundo

Applied Surface Science 451 (2018)10.1016/j.apsusc.2018.04.231

Composition and molecular scale structure of nanophases formed by precipitation of biotite weathering products

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

Geochimica et Cosmochimica Acta 229:53-64 (2018)

The transformation behaviour of “alucones”, deposited by molecular layer deposition, in nanoporous Al2O3 layers

Kevin van de Kerckhove, Maïssa Barr, Lionel Santinacci, Philippe Vereecken, Jolien Dendooven, Christophe Detavernier

Dalton Transactions 47:5860-5870 (2018)10.1039/C8DT00723C

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

Informations à venir

Financement

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

  • 7 contrats ANR

  • 1 contrat ESA