Thématiques

L’institut mène des recherches fondamentales et appliquées alliant la conception, la caractérisation multi-échelle, l’étude des propriétés multiphysiques des matériaux et leur modélisation.

Cette complémentarité de compétences permet d’aborder les matériaux dans toute leur complexité, du niveau atomique jusqu’aux dispositifs fonctionnels.

1. Conception, synthèse et mise en forme des matériaux

• Synthèse de matériaux inorganiques, organiques et hybrides organiques-inorganiques (poudres, monocristaux, couches minces)
• Synthèse et assemblage de nanoobjets, nanostructures, matériaux nanoporeux
• Mise en forme de matériaux
• Procédés plasmas froids pour le dépôt de couches minces, de nanocomposites et la gravure
• Procédés de mise en forme des matériaux métalliques (fabrication additive, soudage)

2. Caractérisation des matériaux

Caractérisations structurales

• Caractérisation structurale et physico-chimique des matériaux, des nanomatériaux, des couches minces des surfaces et interfaces
• Diffraction des rayons X sur mono-cristal, poudres, couches minces
• Microscopie électronique à balayage en mode imagerie et quantification par XRF, EDS et WDS,
• Microscopie électronique en transmission : diffraction électronique, imagerie haute résolution, spectroscopies de perte d’énergie, cartographies HAADF S TEM
• MET sous stimuli (en température, sous polarisation), en présence de liquides
• Spectroscopies : XPS/UPS, RMN, XAS
• XPS sous illumination, sous polarisation
• Spectroscopies optiques et vibrationnelles : absorption UV-vis, photoluminescence, diffusion Raman, absorption IR, ellipsométrie spectroscopique
• Microscopie à force atomique (AFM) et autres microscopies de champ proche
• Caractérisation de solutions colloïdales (potentiel zêta, DLS)
• Caractérisation in situ et en mode operando
• Synchrotron et diffraction sous stimulus (champ électrique)
• Diagnostics des plasmas froids : spectrométrie d’émission optique, spectrométrie de masse, sondes électrostatiques,
• Caractérisation des surfaces et couches minces, suivi temporel d’un procédé :  ellipsométrie spectroscopique in situ

Caractérisations fonctionnelles

• Mesures électrochimiques et spectroscopie d’impédance
• Mesures de transport et de magnéto-transport électrique, caractéristiques courant-tension sous illumination
• Caractérisation mécanique et thermomécanique des matériaux
• Caractérisations thermiques des matériaux
• Caractérisations magnétiques

3. Modélisation et simulation multi-échelles

• Modélisation atomique et simulation des propriétés physiques
• Calcul de structure électronique des solides (DFT…)
• Modélisation multi-échelle des procédés plasmas froids, développement de simulateurs de procédés
• Modélisation thermodynamique : prédictive (CALPHAD), calcul garanti, développement de logiciels (CALIPH)
• Intelligence artificielle (machine learning, fouille de données, optimisation multi-objectifs, prédiction des structures cristallines, IA générative)