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WEB Nano Saclay

Projets 2017

29 mars 2017

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Vermicell2

2017

C2N Marcoussis

Nimbe/LIONS, SOLEIL

35 k€

2 ans

 

 

Titre

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Porteur

Charlie Gosse

Date de démarrage

Juin 2017

Présentation du projet

Nous avons développé un microréacteur fluidique permettant l’observation in situ et à l’échelle submicrométrique de phénomènes de croissance en milieu liquide. Cet instrument a été validé en spectromicroscopie de RX mous sur un système biomimétique de la minéralisation de la nacre. Contrairement aux produits commerciaux, notre prototype permet en plus un contrôle précis des écoulements et des concentrations au niveau de la fenêtre d’observation. L’actuation fluidique autorise l’étude de cinétiques avec un temps mort de 10 min, contre 30 min pour les cellules statiques. Nous proposons aujourd’hui de mettre en œuvre des stratégies d’échange de fluides et de mélange permettant d’atteindre une résolution temporelle d’environ 30 s. Le deuxième objectif du projet sera de décliner notre approche fluidique pour la généraliser à différentes plateformes d’imagerie et de spectroscopie du plateau de Saclay.

29 mars 2017

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Optane

2017

UMPhy

C2N Marcoussis, LSI, PMC

19 k€

18 mois

 

 

Titre

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Porteur

Henri JAFFRES

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le projet OPTANE (OPtical and electrical Tunnel ANomalous Hall Effect : ATHE) a pour objet la mise en évidence expérimentale de l’Effet Tunnel Hall de spin Anormal à l’interface entre un matériau semiconducteur et un matériau à fort couplage spin-orbite. Grâce à la synergie de 4 laboratoires (LSI, UMPhy et PMC, C2N), nous proposons la mise évidence expérimentale de tels effets ATHE  sur des systèmes GaAs/Pt ou l’injection de spin s’opère par pompage optique à polarisation circulaire et par mesure de la tension transverse par modulation de fréquence (modulateur+lock-in technique). Sur la base des travaux théoriques et simulations numériques en cours dans les laboratoires (LSI, UMPhy), nous souhaitons également investiguer, dans le domaine du transport et de la magnétorésistance, plusieurs systèmes à fort potentiel ATHE de type semiconducteurs ferromagnétiques (GaMnAs/InAs/GaMnAs élaborés au C2N) ainsi que l’ATHE sur des système Mn:GaAs par mesure d’effet Hall transverse géant. Le premier système GaMnAs/InAs/GaMnAs est également propice à la mise en évidence d’effet de magnétorésistance unidirectionnelle du fait de l’asymétrie de transmission électronique (trous) par principe d’ATHE comme mis en évidence récemment sur des isolants topologiques. Ce projet sera soutendu par des développements analytiques et calculatoires.

29 mars 2017

Transport in functional molecular metal-organic nanosheets

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

TransNanosheet

2017

ICMMO

C2N Marcoussis

55 k€

18 mois

 

 

Titre

Transport in functional molecular metal-organic nanosheets

Porteur

Talal Mallah

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le graphène a été à l'avant-garde pendant les dix dernières années grâce à ses propriétés électroniques extraordinaires en raison de sa structure bidimensionnelle (2D). D'autres systèmes 2D basés sur des matériaux inorganiques, principalement des oxydes et des sulfures, ont également été étudiés et des comportements électroniques originaux ont été découverts ouvrant la voie à des applications dans des domaines allant de la photocatalyse aux détecteurs infra-rouge ultra sensibles. Ces applications sont possibles grâce au caractère semi-conducteur de ces matériaux 2D manquant au graphene. Un nouveau type de matériaux 2D, à base de réseaux métal-organique, est apparu il y a quelques années. Un choix judicieux du métal et du ligand organique peut conférer des propriétés semi-conductrices accordables à ces nouveaux matériaux 2D. L'objectif du projet TransNanosheet est d'étudier les propriétés de transport de ces systèmes dans des nanodispositifs.

29 mars 2017

Caractérisation et contrôle de la structure électronique aux parois de domaines ferroélectriques

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Wall-Co

2017

SPEC

ICMMO

52 k€

3 ans

 

 

Titre

Caractérisation et contrôle de la structure électronique aux parois de domaines ferroélectriques

Porteur

Nick Barrett

Date de démarrage

Septembre 2018

Présentation du projet

Les matériaux ferroélectriques sont isolants par nature mais la découverte récente de la conductivité aux parois de domaine a ouvert une nouvelle époque pour ces matériaux: les parois peuvent avoir des propriétés électroniques très différentes et peuvent être manipulées sous application de champs électriques modestes. Elles sont intrinsèquement nanométriques et en conséquence adaptée à la miniaturisation. La rupture conceptuelle est basée sur la paroi de domaine qui devient l’élément actif d’un dispositif. Dans certaines conditions, les parois chargées peuvent être créées avec une conduction métallique, des ordres de grandeur plus importantes que celle du volume grâce à un gaz quasi-2D d’électrons qui se forme à la paroi. Cette conductivité peut être contrôlée chimiquement ou électriquement. L’objectif du projet est de réaliser, étudier et contrôler de telles parois de domaines chargées dans le BaTiO3.

29 mars 2017

Transport in functional molecular metal-organic nanosheets

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

TransNanosheet

2017

ICMMO

C2N Marcoussis

55 k€

18 mois

 

 

Titre

Transport in functional molecular metal-organic nanosheets

Porteur

Talal Mallah

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le graphène a été à l'avant-garde pendant les dix dernières années grâce à ses propriétés électroniques extraordinaires en raison de sa structure bidimensionnelle (2D). D'autres systèmes 2D basés sur des matériaux inorganiques, principalement des oxydes et des sulfures, ont également été étudiés et des comportements électroniques originaux ont été découverts ouvrant la voie à des applications dans des domaines allant de la photocatalyse aux détecteurs infra-rouge ultra sensibles. Ces applications sont possibles grâce au caractère semi-conducteur de ces matériaux 2D manquant au graphene. Un nouveau type de matériaux 2D, à base de réseaux métal-organique, est apparu il y a quelques années. Un choix judicieux du métal et du ligand organique peut conférer des propriétés semi-conductrices accordables à ces nouveaux matériaux 2D. L'objectif du projet TransNanosheet est d'étudier les propriétés de transport de ces systèmes dans des nanodispositifs.

29 mars 2017

Matériaux nanoporeux pour le diagnostic de pathologies liées à des anomalies de glycosylation.

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

MADIGLYANI

2017

NIMBE/LEDNA

PNAS

50 k€

2 ans

 

 

Titre

Matériaux nanoporeux pour le diagnostic de pathologies liées à des anomalies de glycosylation.

Porteur

Laurent MUGHERLI

Date de démarrage

Novembre 2017

Présentation du projet

Des modifications du profil de glycosylation de protéines ont été observés pour plusieurs types de pathologies métaboliques telles que les troubles congénitaux de la glycosylation «congenital disorders of glycosylation (CDG)». Par exemple, le suivi des troubles de la la O-glycosylation de la glycoprotéine Apo-C3 sert au dépistage de certains CDGs.

Nous proposons ici de développer un support solide nanoporeux innovant capable de dé-glycosyler l’Apo C3, et d’être couplé à une analyse en ligne incluant séparation et spectrométrie de masse des glycannes libérés afin d’établir une cartographie des O- glycannes de cette protéine. Sur la base de ces résultats, des échantillons réels de patients atteints de CDG seront cartographiés à leur tour afin de mettre en évidence des différences de profils.

29 mars 2017

Caractérisation et contrôle de la structure électronique aux parois de domaines ferroélectriques

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Wall-Co

2017

SPEC

ICMMO

52 k€

3 ans

 

 

Titre

Caractérisation et contrôle de la structure électronique aux parois de domaines ferroélectriques

Porteur

Nick Barrett

Date de démarrage

Septembre 2018

Présentation du projet

Les matériaux ferroélectriques sont isolants par nature mais la découverte récente de la conductivité aux parois de domaine a ouvert une nouvelle époque pour ces matériaux: les parois peuvent avoir des propriétés électroniques très différentes et peuvent être manipulées sous application de champs électriques modestes. Elles sont intrinsèquement nanométriques et en conséquence adaptée à la miniaturisation. La rupture conceptuelle est basée sur la paroi de domaine qui devient l’élément actif d’un dispositif. Dans certaines conditions, les parois chargées peuvent être créées avec une conduction métallique, des ordres de grandeur plus importantes que celle du volume grâce à un gaz quasi-2D d’électrons qui se forme à la paroi. Cette conductivité peut être contrôlée chimiquement ou électriquement. L’objectif du projet est de réaliser, étudier et contrôler de telles parois de domaines chargées dans le BaTiO3.

29 mars 2017

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

THEWAVE

2017

LLB

SOLEIL, SPMS

56 k€

3 ans

 

 

Titre

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Porteur

Alexandre Bataille

Date de démarrage

Septembre 2017

Présentation du projet

La réduction de la consommation électrique de nos dispositifs électroniques de tous les jours est un enjeu sociétal majeur, qui appelle une rupture technologique. Parmi les pistes explorées depuis peu, figure l’idée d’utiliser des couches antiferromagnétiques (ordonnés magnétiquement mais sans aimantation résultante) dans un rôle actif, notamment à travers leur anisotropie magnétique et son contrôle. L’obstacle majeur à ces développements réside dans la difficulté à mesurer l’ordre magnétique des films antiferromagnétiques, la technique la plus directe pour mesurer cet ordre étant la diffraction de neutrons. Cette thèse profitera de l’arrivée d’un aimant vectoriel unique au monde permettant d’étudier simultanément les films et multicouches par diffraction de neutrons et les propriétés de magnétotransport. Ceci permettra une compréhension fine des phénomènes mis en jeu, et devrait donc permettre de proposer de nouveaux dispositifs.

29 mars 2017

High bandwidth oscilloscope for the study of unique skyrmions

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

HUSKY

2017

C2N Orsay

LPS, SPEC

50 k€

18 mois

 

 

Titre

High bandwidth oscilloscope for the study of unique skyrmions

Porteur

Thibaut Devolder

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

La miniaturisation des structures étudiées en électronique de spin a permis de mettre en évidence de nouveaux effets associés au spin-orbite. Parmi ceux-ci, l'interaction Dzyaloskinskii-Moriya revêt une importance particulière dans les couches ultraminces à aimantation perpendiculaire car elle peut y favoriser l'existence de nouvelles configurations d'aimantation appelées skyrmions. Le projet HUSKY est centré sur l'acquisition d'une instrumentation RF permettant de stabiliser par rétroaction les skyrmions dans des jonctions tunnel à fort signal magnétorésistif, de façon à pouvoir réaliser une spectroscopie de leurs excitations propres. Cet équipement viendra s'agréger à la plate-forme mutualisée de mesures magnéto-électrique hyperfréquence déjà existante au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies et bénéficiera de l’expertise développée en local.

29 mars 2017

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Vermicell2

2017

C2N Marcoussis

Nimbe/LIONS, SOLEIL

35 k€

2 ans

 

 

Titre

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Porteur

Charlie Gosse

Date de démarrage

Juin 2017

Présentation du projet

Nous avons développé un microréacteur fluidique permettant l’observation in situ et à l’échelle submicrométrique de phénomènes de croissance en milieu liquide. Cet instrument a été validé en spectromicroscopie de RX mous sur un système biomimétique de la minéralisation de la nacre. Contrairement aux produits commerciaux, notre prototype permet en plus un contrôle précis des écoulements et des concentrations au niveau de la fenêtre d’observation. L’actuation fluidique autorise l’étude de cinétiques avec un temps mort de 10 min, contre 30 min pour les cellules statiques. Nous proposons aujourd’hui de mettre en œuvre des stratégies d’échange de fluides et de mélange permettant d’atteindre une résolution temporelle d’environ 30 s. Le deuxième objectif du projet sera de décliner notre approche fluidique pour la généraliser à différentes plateformes d’imagerie et de spectroscopie du plateau de Saclay.

29 mars 2017

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

PONG

2017

LAC

NIMBE/LICSEN, ONERA/LEM

50 k€

2 ans

 

 

Titre

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Porteur

Jean-Sébastien Lauret

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Les applications telles que la photonique sur silicium ou la bio-imagerie nécessitent des nano émetteurs infrarouges. Une voie pour obtenir ce genre d’émetteur est de partir d’un matériau à faible gap et de jouer ensuite sur le confinement quantique. Dans ce contexte, beaucoup d’efforts se portent sur l’utilisation du graphene qui a un gap nul. En effet, il est possible d’ouvrir un gap en réduisant une (nanorubans 1D) ou deux dimensions (boite quantique 0D). L’objectif du projet PONG est de développer de nouvelles sources de lumière présentant une grande accordabilité allant du visible à l’infrarouge en utilisant les boites quantiques ainsi que les nanorubans de graphène. Cet objectif sera atteint en étudiant leurs propriétés électroniques et optiques. Pour ce faire, le projet PONG se servira de méthodes de synthèse chimique ‘bottom-up’ à l’état de l’art, d’expériences d’optique à l’échelle de l’objet individuel et de théorie.

29 mars 2017

Matériaux nanoporeux pour le diagnostic de pathologies liées à des anomalies de glycosylation.

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

MADIGLYANI

2017

NIMBE/LEDNA

PNAS

50 k€

2 ans

 

 

Titre

Matériaux nanoporeux pour le diagnostic de pathologies liées à des anomalies de glycosylation.

Porteur

Laurent MUGHERLI

Date de démarrage

Novembre 2017

Présentation du projet

Des modifications du profil de glycosylation de protéines ont été observés pour plusieurs types de pathologies métaboliques telles que les troubles congénitaux de la glycosylation «congenital disorders of glycosylation (CDG)». Par exemple, le suivi des troubles de la la O-glycosylation de la glycoprotéine Apo-C3 sert au dépistage de certains CDGs.

Nous proposons ici de développer un support solide nanoporeux innovant capable de dé-glycosyler l’Apo C3, et d’être couplé à une analyse en ligne incluant séparation et spectrométrie de masse des glycannes libérés afin d’établir une cartographie des O- glycannes de cette protéine. Sur la base de ces résultats, des échantillons réels de patients atteints de CDG seront cartographiés à leur tour afin de mettre en évidence des différences de profils.

29 mars 2017

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

PONG

2017

LAC

NIMBE/LICSEN, ONERA/LEM

50 k€

2 ans

 

 

Titre

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Porteur

Jean-Sébastien Lauret

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Les applications telles que la photonique sur silicium ou la bio-imagerie nécessitent des nano émetteurs infrarouges. Une voie pour obtenir ce genre d’émetteur est de partir d’un matériau à faible gap et de jouer ensuite sur le confinement quantique. Dans ce contexte, beaucoup d’efforts se portent sur l’utilisation du graphene qui a un gap nul. En effet, il est possible d’ouvrir un gap en réduisant une (nanorubans 1D) ou deux dimensions (boite quantique 0D). L’objectif du projet PONG est de développer de nouvelles sources de lumière présentant une grande accordabilité allant du visible à l’infrarouge en utilisant les boites quantiques ainsi que les nanorubans de graphène. Cet objectif sera atteint en étudiant leurs propriétés électroniques et optiques. Pour ce faire, le projet PONG se servira de méthodes de synthèse chimique ‘bottom-up’ à l’état de l’art, d’expériences d’optique à l’échelle de l’objet individuel et de théorie.

29 mars 2017

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

EXCITON2D

2017

LSI

LPS, SOLEIL, LPMC

65 k€

2 ans

 

 

Titre

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Porteur

Matteo GATTI

Date de démarrage

Juillet 2017

Présentation du projet

EXCITON2D vise à guider la réalisation de nouvelles expériences afin de caractériser et comprendre les propriétés excitoniques des nouveaux matériaux bidimensionnels (2D) au delà du graphène, qui sont des nanostructures très prometteuses pour de nombreuses applications à la fois dans le domaine de l’optique et de l’électronique. EXCITON2D associe des prédictions théoriques, obtenues dans le cadre de la théorie des fonctions de Green, avec des expériences de spectroscopie des pertes d'énergie (EELS), de diffusion inélastique de rayons X (RIXS) et de photoémission. Ainsi le but d'EXCITON2D est de déterminer la structure de bandes des excitons dans les matériaux 2D et d'identifier un nouveau type de satellites dans les spectres de photoémission: les satellites excitoniques.

29 mars 2017

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Optane

2017

UMPhy

C2N Marcoussis, LSI, PMC

19 k€

18 mois

 

 

Titre

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Porteur

Henri JAFFRES

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le projet OPTANE (OPtical and electrical Tunnel ANomalous Hall Effect : ATHE) a pour objet la mise en évidence expérimentale de l’Effet Tunnel Hall de spin Anormal à l’interface entre un matériau semiconducteur et un matériau à fort couplage spin-orbite. Grâce à la synergie de 4 laboratoires (LSI, UMPhy et PMC, C2N), nous proposons la mise évidence expérimentale de tels effets ATHE  sur des systèmes GaAs/Pt ou l’injection de spin s’opère par pompage optique à polarisation circulaire et par mesure de la tension transverse par modulation de fréquence (modulateur+lock-in technique). Sur la base des travaux théoriques et simulations numériques en cours dans les laboratoires (LSI, UMPhy), nous souhaitons également investiguer, dans le domaine du transport et de la magnétorésistance, plusieurs systèmes à fort potentiel ATHE de type semiconducteurs ferromagnétiques (GaMnAs/InAs/GaMnAs élaborés au C2N) ainsi que l’ATHE sur des système Mn:GaAs par mesure d’effet Hall transverse géant. Le premier système GaMnAs/InAs/GaMnAs est également propice à la mise en évidence d’effet de magnétorésistance unidirectionnelle du fait de l’asymétrie de transmission électronique (trous) par principe d’ATHE comme mis en évidence récemment sur des isolants topologiques. Ce projet sera soutendu par des développements analytiques et calculatoires.

29 mars 2017

Effets de localisation induite par le désordre d’alliage dans les hétérostructures III-N à puits quantiques

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

ELIDE

2017

PMC

LPS

52 k€

3 ans

 

 

Titre

Effets de localisation induite par le désordre d’alliage dans les hétérostructures III-N à puits quantiques

Porteur

Jacques PERETTI

Date de démarrage

Septembre 2017

Présentation du projet

Il existe de plus en plus d’indications que le désordre d’alliage a un impact déterminant sur les propriétés électroniques et optiques des hétérostructures semi-conductrices à base de nitrures. En particulier, les effets de localisation induits par le désordre pourraient être une des causes majeures qui limitent les performances des diodes électroluminescentes en InGaN/GaN. Il est donc primordial d’aborder ce problème car des économies d'énergie conséquentes sont en jeu. Nous proposons d'étudier la recombinaison dans des structures à puits quantiques en InGaN par des techniques, basées sur la cathodoluminescence sous injection locale des porteurs, permettant d’accéder aux échelles pertinentes du désordre d’alliage (quelques nm). Ces techniques sont déjà en place dans les deux laboratoires partenaires et la présente demande a pour objet l’obtention d’une demi-bourse de thèse (52 k€) pour permettre l’accueil d’un(e) doctorant(e).

29 mars 2017

High bandwidth oscilloscope for the study of unique skyrmions

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

HUSKY

2017

C2N Orsay

LPS, SPEC

50 k€

18 mois

 

 

Titre

High bandwidth oscilloscope for the study of unique skyrmions

Porteur

Thibaut Devolder

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

La miniaturisation des structures étudiées en électronique de spin a permis de mettre en évidence de nouveaux effets associés au spin-orbite. Parmi ceux-ci, l'interaction Dzyaloskinskii-Moriya revêt une importance particulière dans les couches ultraminces à aimantation perpendiculaire car elle peut y favoriser l'existence de nouvelles configurations d'aimantation appelées skyrmions. Le projet HUSKY est centré sur l'acquisition d'une instrumentation RF permettant de stabiliser par rétroaction les skyrmions dans des jonctions tunnel à fort signal magnétorésistif, de façon à pouvoir réaliser une spectroscopie de leurs excitations propres. Cet équipement viendra s'agréger à la plate-forme mutualisée de mesures magnéto-électrique hyperfréquence déjà existante au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies et bénéficiera de l’expertise développée en local.

29 mars 2017

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

EXCITON2D

2017

LSI

LPS, SOLEIL, LPMC

65 k€

2 ans

 

 

Titre

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Porteur

Matteo GATTI

Date de démarrage

Juillet 2017

Présentation du projet

EXCITON2D vise à guider la réalisation de nouvelles expériences afin de caractériser et comprendre les propriétés excitoniques des nouveaux matériaux bidimensionnels (2D) au delà du graphène, qui sont des nanostructures très prometteuses pour de nombreuses applications à la fois dans le domaine de l’optique et de l’électronique. EXCITON2D associe des prédictions théoriques, obtenues dans le cadre de la théorie des fonctions de Green, avec des expériences de spectroscopie des pertes d'énergie (EELS), de diffusion inélastique de rayons X (RIXS) et de photoémission. Ainsi le but d'EXCITON2D est de déterminer la structure de bandes des excitons dans les matériaux 2D et d'identifier un nouveau type de satellites dans les spectres de photoémission: les satellites excitoniques.

29 mars 2017

Ferrimagnets spin torques 

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

FEMiNiST

2017

LPS

UMPhy

58 k€

2 ans

 

 

Titre

Ferrimagnets spin torques

Porteur

Alexandra Mougin

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Ce projet repose sur l’électronique de spin dans les matériaux ferrimagnétiques, et vise à la compréhension des processus physiques impliqués dans la manipulation de leur aimantation par des courants électriques polarisés en spin. Cette thématique a comme débouchés sous-jacents plusieurs technologies prometteuses pour le stockage et le traitement d’informations « vertes », i.e., à très basse consommation énergétique. A ce jour, les effets de manipulation de l’aimantation par courants polarisés en spin ne sont pas suffisamment efficaces dans les matériaux usuels, tels que le fer ou le cobalt. Notre objectif est d’étudier ces effets dans les alliages ferrimagnétiques (tels que TbFe), qui ont des propriétés magnétiques très différentes du fer et pour lesquels on prédit des effets spintroniques importants. Pour cela, la propagation de parois de domaines magnétiques induite par courant dans des nanostructures d‘alliages ferrimagnétiques combinée ou non à des couches tampon/ de couverture sera menée. Le but de ce projet est de déterminer les couples induits par courant (effet Hall de spin, pur transfert de spin…) agissant sur l’aimantation dans les matériaux ferrimagnétiques, en combinant des mesures d’imagerie magnétique et de transport.

29 mars 2017

Effets de localisation induite par le désordre d’alliage dans les hétérostructures III-N à puits quantiques

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

ELIDE

2017

PMC

LPS

52 k€

3 ans

 

 

Titre

Effets de localisation induite par le désordre d’alliage dans les hétérostructures III-N à puits quantiques

Porteur

Jacques PERETTI

Date de démarrage

Septembre 2017

Présentation du projet

Il existe de plus en plus d’indications que le désordre d’alliage a un impact déterminant sur les propriétés électroniques et optiques des hétérostructures semi-conductrices à base de nitrures. En particulier, les effets de localisation induits par le désordre pourraient être une des causes majeures qui limitent les performances des diodes électroluminescentes en InGaN/GaN. Il est donc primordial d’aborder ce problème car des économies d'énergie conséquentes sont en jeu. Nous proposons d'étudier la recombinaison dans des structures à puits quantiques en InGaN par des techniques, basées sur la cathodoluminescence sous injection locale des porteurs, permettant d’accéder aux échelles pertinentes du désordre d’alliage (quelques nm). Ces techniques sont déjà en place dans les deux laboratoires partenaires et la présente demande a pour objet l’obtention d’une demi-bourse de thèse (52 k€) pour permettre l’accueil d’un(e) doctorant(e).

29 mars 2017

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

EXCITON2D

2017

LSI

LPS, SOLEIL, LPMC

65 k€

2 ans

 

 

Titre

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Porteur

Matteo GATTI

Date de démarrage

Juillet 2017

Présentation du projet

EXCITON2D vise à guider la réalisation de nouvelles expériences afin de caractériser et comprendre les propriétés excitoniques des nouveaux matériaux bidimensionnels (2D) au delà du graphène, qui sont des nanostructures très prometteuses pour de nombreuses applications à la fois dans le domaine de l’optique et de l’électronique. EXCITON2D associe des prédictions théoriques, obtenues dans le cadre de la théorie des fonctions de Green, avec des expériences de spectroscopie des pertes d'énergie (EELS), de diffusion inélastique de rayons X (RIXS) et de photoémission. Ainsi le but d'EXCITON2D est de déterminer la structure de bandes des excitons dans les matériaux 2D et d'identifier un nouveau type de satellites dans les spectres de photoémission: les satellites excitoniques.

29 mars 2017

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Optane

2017

UMPhy

C2N Marcoussis, LSI, PMC

19 k€

18 mois

 

 

Titre

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Porteur

Henri JAFFRES

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le projet OPTANE (OPtical and electrical Tunnel ANomalous Hall Effect : ATHE) a pour objet la mise en évidence expérimentale de l’Effet Tunnel Hall de spin Anormal à l’interface entre un matériau semiconducteur et un matériau à fort couplage spin-orbite. Grâce à la synergie de 4 laboratoires (LSI, UMPhy et PMC, C2N), nous proposons la mise évidence expérimentale de tels effets ATHE  sur des systèmes GaAs/Pt ou l’injection de spin s’opère par pompage optique à polarisation circulaire et par mesure de la tension transverse par modulation de fréquence (modulateur+lock-in technique). Sur la base des travaux théoriques et simulations numériques en cours dans les laboratoires (LSI, UMPhy), nous souhaitons également investiguer, dans le domaine du transport et de la magnétorésistance, plusieurs systèmes à fort potentiel ATHE de type semiconducteurs ferromagnétiques (GaMnAs/InAs/GaMnAs élaborés au C2N) ainsi que l’ATHE sur des système Mn:GaAs par mesure d’effet Hall transverse géant. Le premier système GaMnAs/InAs/GaMnAs est également propice à la mise en évidence d’effet de magnétorésistance unidirectionnelle du fait de l’asymétrie de transmission électronique (trous) par principe d’ATHE comme mis en évidence récemment sur des isolants topologiques. Ce projet sera soutendu par des développements analytiques et calculatoires.

29 mars 2017

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

THEWAVE

2017

LLB

SOLEIL, SPMS

56 k€

3 ans

 

 

Titre

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Porteur

Alexandre Bataille

Date de démarrage

Septembre 2017

Présentation du projet

La réduction de la consommation électrique de nos dispositifs électroniques de tous les jours est un enjeu sociétal majeur, qui appelle une rupture technologique. Parmi les pistes explorées depuis peu, figure l’idée d’utiliser des couches antiferromagnétiques (ordonnés magnétiquement mais sans aimantation résultante) dans un rôle actif, notamment à travers leur anisotropie magnétique et son contrôle. L’obstacle majeur à ces développements réside dans la difficulté à mesurer l’ordre magnétique des films antiferromagnétiques, la technique la plus directe pour mesurer cet ordre étant la diffraction de neutrons. Cette thèse profitera de l’arrivée d’un aimant vectoriel unique au monde permettant d’étudier simultanément les films et multicouches par diffraction de neutrons et les propriétés de magnétotransport. Ceci permettra une compréhension fine des phénomènes mis en jeu, et devrait donc permettre de proposer de nouveaux dispositifs.

29 mars 2017

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

PONG

2017

LAC

NIMBE/LICSEN, ONERA/LEM

50 k€

2 ans

 

 

Titre

Propriétés Optiques des NanoGraphènes

Porteur

Jean-Sébastien Lauret

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Les applications telles que la photonique sur silicium ou la bio-imagerie nécessitent des nano émetteurs infrarouges. Une voie pour obtenir ce genre d’émetteur est de partir d’un matériau à faible gap et de jouer ensuite sur le confinement quantique. Dans ce contexte, beaucoup d’efforts se portent sur l’utilisation du graphene qui a un gap nul. En effet, il est possible d’ouvrir un gap en réduisant une (nanorubans 1D) ou deux dimensions (boite quantique 0D). L’objectif du projet PONG est de développer de nouvelles sources de lumière présentant une grande accordabilité allant du visible à l’infrarouge en utilisant les boites quantiques ainsi que les nanorubans de graphène. Cet objectif sera atteint en étudiant leurs propriétés électroniques et optiques. Pour ce faire, le projet PONG se servira de méthodes de synthèse chimique ‘bottom-up’ à l’état de l’art, d’expériences d’optique à l’échelle de l’objet individuel et de théorie.

29 mars 2017

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

THEWAVE

2017

LLB

SOLEIL, SPMS

56 k€

3 ans

 

 

Titre

Thèse utilisant l’aimant WAVE

Porteur

Alexandre Bataille

Date de démarrage

Septembre 2017

Présentation du projet

La réduction de la consommation électrique de nos dispositifs électroniques de tous les jours est un enjeu sociétal majeur, qui appelle une rupture technologique. Parmi les pistes explorées depuis peu, figure l’idée d’utiliser des couches antiferromagnétiques (ordonnés magnétiquement mais sans aimantation résultante) dans un rôle actif, notamment à travers leur anisotropie magnétique et son contrôle. L’obstacle majeur à ces développements réside dans la difficulté à mesurer l’ordre magnétique des films antiferromagnétiques, la technique la plus directe pour mesurer cet ordre étant la diffraction de neutrons. Cette thèse profitera de l’arrivée d’un aimant vectoriel unique au monde permettant d’étudier simultanément les films et multicouches par diffraction de neutrons et les propriétés de magnétotransport. Ceci permettra une compréhension fine des phénomènes mis en jeu, et devrait donc permettre de proposer de nouveaux dispositifs.

29 mars 2017

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

EXCITON2D

2017

LSI

LPS, SOLEIL, LPMC

65 k€

2 ans

 

 

Titre

Excitons in two-dimensional materials: combining loss spectroscopies and photoemission

Porteur

Matteo GATTI

Date de démarrage

Juillet 2017

Présentation du projet

EXCITON2D vise à guider la réalisation de nouvelles expériences afin de caractériser et comprendre les propriétés excitoniques des nouveaux matériaux bidimensionnels (2D) au delà du graphène, qui sont des nanostructures très prometteuses pour de nombreuses applications à la fois dans le domaine de l’optique et de l’électronique. EXCITON2D associe des prédictions théoriques, obtenues dans le cadre de la théorie des fonctions de Green, avec des expériences de spectroscopie des pertes d'énergie (EELS), de diffusion inélastique de rayons X (RIXS) et de photoémission. Ainsi le but d'EXCITON2D est de déterminer la structure de bandes des excitons dans les matériaux 2D et d'identifier un nouveau type de satellites dans les spectres de photoémission: les satellites excitoniques.

29 mars 2017

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Vermicell2

2017

C2N Marcoussis

Nimbe/LIONS, SOLEIL

35 k€

2 ans

 

 

Titre

Cellules microfluidiques dédiées à l'élucidation in situ des mécanismes de croissance en milieu humide par imageries sous rayonnement synchrotron et sous faisceau d'électrons

Porteur

Charlie Gosse

Date de démarrage

Juin 2017

Présentation du projet

Nous avons développé un microréacteur fluidique permettant l’observation in situ et à l’échelle submicrométrique de phénomènes de croissance en milieu liquide. Cet instrument a été validé en spectromicroscopie de RX mous sur un système biomimétique de la minéralisation de la nacre. Contrairement aux produits commerciaux, notre prototype permet en plus un contrôle précis des écoulements et des concentrations au niveau de la fenêtre d’observation. L’actuation fluidique autorise l’étude de cinétiques avec un temps mort de 10 min, contre 30 min pour les cellules statiques. Nous proposons aujourd’hui de mettre en œuvre des stratégies d’échange de fluides et de mélange permettant d’atteindre une résolution temporelle d’environ 30 s. Le deuxième objectif du projet sera de décliner notre approche fluidique pour la généraliser à différentes plateformes d’imagerie et de spectroscopie du plateau de Saclay.

29 mars 2017

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

Optane

2017

UMPhy

C2N Marcoussis, LSI, PMC

19 k€

18 mois

 

 

Titre

Optical and electrical tunnel anomalous hall effect

Porteur

Henri JAFFRES

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Le projet OPTANE (OPtical and electrical Tunnel ANomalous Hall Effect : ATHE) a pour objet la mise en évidence expérimentale de l’Effet Tunnel Hall de spin Anormal à l’interface entre un matériau semiconducteur et un matériau à fort couplage spin-orbite. Grâce à la synergie de 4 laboratoires (LSI, UMPhy et PMC, C2N), nous proposons la mise évidence expérimentale de tels effets ATHE  sur des systèmes GaAs/Pt ou l’injection de spin s’opère par pompage optique à polarisation circulaire et par mesure de la tension transverse par modulation de fréquence (modulateur+lock-in technique). Sur la base des travaux théoriques et simulations numériques en cours dans les laboratoires (LSI, UMPhy), nous souhaitons également investiguer, dans le domaine du transport et de la magnétorésistance, plusieurs systèmes à fort potentiel ATHE de type semiconducteurs ferromagnétiques (GaMnAs/InAs/GaMnAs élaborés au C2N) ainsi que l’ATHE sur des système Mn:GaAs par mesure d’effet Hall transverse géant. Le premier système GaMnAs/InAs/GaMnAs est également propice à la mise en évidence d’effet de magnétorésistance unidirectionnelle du fait de l’asymétrie de transmission électronique (trous) par principe d’ATHE comme mis en évidence récemment sur des isolants topologiques. Ce projet sera soutendu par des développements analytiques et calculatoires.

29 mars 2017

Ferrimagnets spin torques 

Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

FEMiNiST

2017

LPS

UMPhy

58 k€

2 ans

 

 

Titre

Ferrimagnets spin torques

Porteur

Alexandra Mougin

Date de démarrage

Mai 2017

Présentation du projet

Ce projet repose sur l’électronique de spin dans les matériaux ferrimagnétiques, et vise à la compréhension des processus physiques impliqués dans la manipulation de leur aimantation par des courants électriques polarisés en spin. Cette thématique a comme débouchés sous-jacents plusieurs technologies prometteuses pour le stockage et le traitement d’informations « vertes », i.e., à très basse consommation énergétique. A ce jour, les effets de manipulation de l’aimantation par courants polarisés en spin ne sont pas suffisamment efficaces dans les matériaux usuels, tels que le fer ou le cobalt. Notre objectif est d’étudier ces effets dans les alliages ferrimagnétiques (tels que TbFe), qui ont des propriétés magnétiques très différentes du fer et pour lesquels on prédit des effets spintroniques importants. Pour cela, la propagation de parois de domaines magnétiques induite par courant dans des nanostructures d‘alliages ferrimagnétiques combinée ou non à des couches tampon/ de couverture sera menée. Le but de ce projet est de déterminer les couples induits par courant (effet Hall de spin, pur transfert de spin…) agissant sur l’aimantation dans les matériaux ferrimagnétiques, en combinant des mesures d’imagerie magnétique et de transport.

 

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