Vendredi 12 février (Lieu : Université du Sud Toulon Var)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université par Fabien Bonneton

Extraction sur Données Brutes Sonar et Trajectographie Associée

 Jeudi 11 Février à 11 h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Abdoul Aziz Bogno, doctorant, Im2mp Equipe Microstructures de croissance auto-organisées

Etude de la dynamique de formation de microstructures de solidification équiaxes d’alliages Al-Cu par radiographie X Synchrotron

Dans le cadre de ce séminaire, je présenterai une partie de mon travail de thèse portant sur la dynamique de formation des microstructures de solidification équiaxes. Les expériences ont été réalisées à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) sur l’alliage Al-10 %pds Cu dans un four de type Bridgman. La croissance des structures équiaxes a été obtenue par un refroidissement contrôlé de l’échantillon dans des conditions quasi-isothermes (i.e gradient thermique nul). La technique de radiographie X-synchrotron a été utilisée pour suivre in situ et en temps réel le processus de croissance de ces microstructures. Sur la base des radiographies, l’évolution de la longueur des branches dendritiques primaires a pu être analysée et il s’avère que leur comportement obéit à une loi du type KJMA (Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami). Nous avons également révélé un phénomène d’auto-empoisonnement dû à la gravité lors de la croissance des grains. L’existence de deux étapes successives dans la croissance des branches primaires a été mise en évidence : La première étape obéit à la loi de croissance d’une dendrite libre (modèle de Pelcé) et la deuxième étape est liée à l’interaction solutale avec les grains voisins.
La suite des travaux sera consacrée à l’analyse systématique de la croissance équiaxe pour deux compositions différentes de l’alliage et différents taux de refroidissement.

 Mercredi 3 Février à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de B. Gault, Department of Materials, University of Oxford , UK

Evolution en sonde atomique tomographique – état de l’art d’une technique en évolution

Depuis 10 ans, la renaissance de la sonde atomique assistée par impulsions laser ultracourtes (<10ps), combinée au développement de méthodes de préparation d’échantillon basées sur le micro-usinage par faisceau d’ion focalisé, la technique a fortement évolué et équipe aujourd’hui plus de 50 laboratoires dans le monde. Ces évolutions technologiques majeures ont permis de faire progresser la sonde atomique sur tous les fronts : augmentation significative champ de vision, application aux matériaux semiconducteurs ou isolants, amélioration de la résolution en masse… Ces avancées rappellent néanmoins que, par exemple, les performances précises de la technique sont encore males définies, et que celle-ci doit encore évoluer pour atteindre sa maturité, principalement concernant les aspects de reconstruction tomographique, et pour l’analyse de matériaux semiconducteurs complexes. Lors de cette présentation, les bases physiques de la sonde atomique ainsi que les principes fondamentaux des aspects instrumentaux seront introduits, puis les performances intrinsèques de la technique seront discutées, et enfin les possibilités de la technique seront présentées autour d’exemples d’application étudiés en détails.

 Jeudi 28 Janvier à  11h (Lieu: Salle des séminaires de l'IM2NP Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de F. Danoix, Université de Rouen -Groupe de Physique des Matériaux - UMR 6634 CNRS / Department Metallkunde und Werkstoffprüfung -Montanuniversität Leoben -Austria

ATOM PROBE TOMOGRAPHY: TRUE 3D ANALYTICAL MICROSCOPY

The technique of atom probe tomography (APT) enables atomic level microstructural characterization to be performed on a wide range of materials, from laboratory model to complex engineering alloys, to thin multilayer films on planar substrates, dielectric films, semiconducting structures and devices, and embedded ceramic materials [1]. The technique provides information on the size, morphology and compositions of coexisting phases, the solute partitioning of the elements between the phases, and solute segregation to defects, like dislocation lines, interfaces and grain boundaries. Such information leads to a more complete understanding of fundamental aspects as well as service properties of complex engineering materials. The type of atomic level information that may be obtained with atom probe tomography is illustrated in the case of model and structural materials, mainly steels and aluminium based alloys, and will emphasis the complementarities with electron microscopy techniques on selected examples.

Among the analytical advantages of atom probe tomography, its ability to detect quantitatively light elements such as carbon and nitrogen, makes it an indispensable instrument in physical metallurgy for the study of phase separation in steels. In particular, APT offers the possibility of investigating the first stages of carbon and nitrogen segregation and precipitation at the nanometer scale, when concentration fluctuations, and their associated compositional and elastic disturbances the material are not developed enough to be detected by transmission electron microscopy. In martensitic steels, different stages of ageing at low temperatures (i.e. lower than 500°C ) are reported, ranging from C trapping on dislocations (Cottrell atmosphere formation), to phase separation by spinodal decomposition and precipitation of transition ε carbides and cementite (Fe3C). New information, related to the carbon concentration of these various phases will be presented, confirming or ruling out some of the classical compositional data presented in the literature. Alloyed carbonitrides and nitrides are also investigated, both in the case of ternary model alloys, and in the case of complex high alloyed steels. Results presented will show how heterogeneous precipitation in a model FeNb(CN) alloy can be revealed in 3D by APT, delivering parallel structural and compositional information. Compositional information on large VC and (MoCr) 2C carbides will also be presented, and compared to thermodynamical modelling.

 Jeudi 21 janvier 2010 à 11 h (Lieu: Salle Master MINELEC Département MT-Polytech, Château Gombert)

Séminaire de Philippe Coronel, CEA LITEN, Département des NanoMatériaux

Concepts Avancés pour l'Energie et les Nano-Objets

Les activités de recherche et de développement du CEA-LITEN seront présentées au cours de ce séminaire, en particulier celles concernant les nanomatériaux pour l’énergie, les micro-piles à combustible (µPAC), la thermoélectricité ou les cellules solaires photovoltaïques. Nous passerons également en revue les besoins en sources d’énergie des « objets nomades » du futur, associant une puce en silicium et une micro-source d’énergie embarquée. Pour de tels systèmes, la gestion de cette source d’énergie est cruciale et pose de nombreux problèmes et verrous technologiques, notamment en termes de récupération, de stockage de l’énergie et d’intégration d’autres fonctionnalités innovantes dans ce domaine.

Mercredi 13 Janvier 2010 à 10h30 (lieu : amphi 1A de Polytech MT, campus de Château Gombert)

Soutenance de thèse de Doctorat de Laurent Rémy

Mise en place d’une nouvelle méthode de conception orientée DFM

La première partie de manuscrit présente un état de l’art des différentes visions du DFM au sein du processus de conception industriel. Une nouvelle méthode de conception orientée DFM baptisée le DFM² est définie, se basant principalement sur l’intensification des interactions entre la conception et la fabrication. L’étape de conception de cellules se place au cur de ces interactions afin d’appliquer les améliorations DFM en amont de la conception du circuit. La suite de l’étude présente des résultats visant à s’affranchir de la variabilité observée lors de la fabrication, concernant des domaines comme la planéité ou la lithographie à la fois pour le FEOL et le BEOL. Une étude statistique sur l’étape de métallisation est ensuite proposée, visant à modéliser l’impact de la géométrie du motif des dispositifs de remplissage métalliques sur les performances électriques des circuits. Les résultats permettent de définir de nouvelles conditions de simulation afin de prendre en compte cet effet dès la conception des cellules. Enfin, un outil d’aide à la conception de cellules (DUTY) est proposé. Son objectif est en premier lieu d’accompagner les concepteurs dans la mise en place du DFM² en leur proposant des améliorations DFM basées principalement sur les résultats obtenus précédemment. De plus, son but à long terme est de corréler les modifications DFM réalisées avec les améliorations de rendement attendues.

Lundi 11 janvier 2010 de 9 h à 12 h et de 14 h à 16 h (Lieu : Amphi Rouard - Campus de Saint Jérôme)

Séminaires de la Chaire Itinérante de Diffusion Neutronique organisés par la Société Française de la Neutronique (SFN) à l'invitation de V. Coulet

09h00 - 10h45 : Introduction a la diffusion des neutrons  (Gregory Chaboussant- LLB Saclay)
10h45 - 11h15 : Pause café autour des posters de la SFN
11h15 - 12h00 : Neutrons pour l'étude des matériaux (Marie-Helene Mathon - LLB Saclay)
14h00 - 15h00 : Diffraction des neutrons : structure et transitions de phase (Francoise Damay- LLB Saclay)
15h00 - 16h00 : Diffusion inélastique des neutrons: excitations de réseau et de spin, des phonons aux magnons (Sylvain Petit- LLB Saclay)

Jeudi 7 janvier 2010 à 14h (Lieu : Espace Recherche de la Bibliothèque Centrale, campus de La Garde-Toulon)

Séminaire de Dr. Pierre BRODARD, Laboratory for Mechanics of Materials and Nanostructures, EMPA - Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research - Thun, Switzerland

Overview of the Raman activities @ EMPA Thun

Our main interest is the investigation of the mechanical properties of materials by Raman spectroscopy. For this purpose, we use a reflective-type, triple monochromator micro-Raman spectrometer optimized for spectral resolution. However, our ultimate goal is to perform nanoscale stress analysis by using tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS). In this context, we focus on the synthesis of plasmonic nanostructures and their characterization by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS).

Jeudi 7 Janvier 2010 à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP (Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6) 

Séminaire de M.I. Fedorov, Leading researcher of the Laboratory for Physics of Thermoelements, Ioffe Physical-Technical Institute of the Russian Academy of Sciences, St.Petersburg

Thermoelectric Research in Ioffe Institute

Vendredi 18 décembre 2009 à 14 h (Lieu : Faculté des Sciences de Saint Jérôme, Amphithéatre Ponte, Marseille)

Soutenance de Thèse de Doctorat de Tristan Ducousso

Etude de la solidification dirigée par la méthode du champ de phase : comparaison théorie/expérience pour un alliage binaire dilué.

Vendredi 18 décembre 2009 à 11h (Lieu : Technopôle de Château Gombert, Amphithéatre II - Bât. IRPHE)

Soutenance de Thèse de Doctorat d'Antoine DEMOLLIENS

Apport de la microscopie électronique en transmission à la caractérisation physique des mémoires non volatiles de nouvelle génération     

Jeudi 17 décembre 2009 à 11h (Lieu : Technopôle de Château Gombert Amphithéatre I - Bât. IRPHE)

Soutenance de Thèse de Doctorat de Lorène Courtade

Développement,mécanismes de programmation et fiabilité de mémoires non volatiles à commutation de résistance MRAM et OxRRAM

  Jeudi 17 décembre 2009 à 11h (Lieu : Technopôle de Château Gombert Salle Master MINELEC Département MT-Polytech)

Séminaire de Ludovic ESCOUBAS, Université Paul Cézanne, IM2NP-CNRS  

Photonique pour les cellules solaires organiques

L’utilisation des ressources énergétiques renouvelables est devenue en quelques années un enjeu sociétal majeur. Parmi les technologies à fort potentiel le photovoltaïque occupe une place de choix. Même si les cellules photovoltaïques sont pour le moment principalement réalisées à base silicium massif, les procédés de fabrication de ces cellules sous forme de couches minces se développent avec pour objectif de diminuer la quantité de matière utilisée en gardant un rendement de conversion le plus élevé possible. L’objectif est de réduire le coût du kilowatt – heure produit. Ainsi, les cellules solaires organiques, encore appelées cellules solaires plastiques, sont de plus en plus étudiées car elles peuvent être réalisées sur de grandes surfaces, à température et pression ambiantes, avec des matériaux synthétisés par voie chimique et avec des procédés très bas coûts (« roll to roll » par exemple). De nombreux travaux d’optimisation des matériaux semiconducteurs organiques ont permis d’atteindre des rendements de conversion « honorables » avec des records à plus de 7% et des modules de plusieurs dizaine de cm² à plus de 4%. Pour aller encore plus loin, des études sont menées dans les laboratoires pour concevoir et réaliser des structures photoniques (réseaux de diffraction, cristaux photoniques, plasmons de surface) qui permettent encore d’améliorer ces rendements de conversion en captant et en guidant les photons dans les matériaux ou encore en exaltant les champs électromagnétiques dans le but d’améliorer l’absorption des photons et donc d’augmenter significativement la génération de paires électron-trou par effet photovoltaïque. Le séminaire visera donc à rappeler les principes de fonctionnement des cellules solaires organiques et à dresser l’état de l’art sur les structures photoniques utilisables et leurs propriétés de collecte des photons (« light harvesting »).

  Mardi 15 décembre 2009 à 14 h ( Salle de Séminaires, service 161 aile 1, 6ème étage)

Séminaire de Ming XU, Université Paul Cézanne, IM2NP (Equipe Defauts)

Réalisation de jonctions ultra courtes par multi-implantation dans Si

Les circuits deviennent de plus en plus intégrés pour augmenter les performances des dispositifs microélectroniques. La formation de jonctions ultra courtes (USJs) est un challenge majeur pour la réalisation de la prochaine génération de transistors à effet de champ (MOSFET) ayant une longueur de grill inférieure à 25 nm. L’implantation ionique est la technique la plus utilisée pour fabriquer des jonctions dans du Si, mais elle génère des défauts étendus, des interstitiels (Is) et des lacunes (Vs), qui introduisent des effets néfastes dans les composants, comme l’effet d’un transitoire de diffusion accélérée (TED) du bore et la formation d’agrégats de bore et d’Is (BICs). Une ingénierie de défauts par triple implantation (He, Si et B) a été utilisée pour maîtriser ces effets. Le rôle de chaque implantation d’He et de Si sur la diffusion du B est présenté dans ce mémoire. Les échantillons ont été caractérisés par SIMS, TEM, effet Hall, PAS, RBS etc.
Pour fabriquer des USJs, le meilleur procédé est dans un premier temps l’introduire des cavités par implantation d’He pour créer une barrière de diffusion aux Is. Puis une implantation Si est réalisée à une énergie telle que la couche de cavités soit située entre les couches de Vs et d’Is qui sont introduites par cette même implantation. Enfin les atomes de B sont introduits à une faible énergie par implantation ionique ou par immersion plasma (PIII) pour créer les USJs. Au cours du recuit rapide d’activation (RTA), les Vs introduites par implantation Si peuvent se recombiner avec les Is introduites par implantation du B pour augmenter l’activation du dopant et limiter la diffusion du B. Une jonction ayant une épaisseur Xj de (12 ± 1) nm et une Rs de (150 ± 10) &#8486;/&#9633; a été réalisée.

  Jeudi 10 décembre 2009 à 15h00 (auditorium Sadron, délégation CNRS-Orléans)

Soutenance de Thèse de Doctorat – Université d’Orléans & Université Paul Cézanne de Xu Ming

Réalisation de jonctions ultra courtes par multi-implantation dans Si

Les circuits deviennent de plus en plus intégrés pour augmenter les performances des dispositifs microélectroniques. La formation de jonctions ultra courtes (USJs) est un challenge majeur pour la réalisation de la prochaine génération de transistors à effet de champ (MOSFET) ayant une longueur de grill inférieure à 25 nm. L’implantation ionique est la technique la plus utilisée pour fabriquer des jonctions dans du Si, mais elle génère des défauts étendus, des interstitiels (Is) et des lacunes (Vs), qui introduisent des effets néfastes dans les composants, comme l’effet d’un transitoire de diffusion accélérée (TED) du bore et la formation d’agrégats de bore et d’Is (BICs). Une ingénierie de défauts par triple implantation (He, Si et B) a été utilisée pour maîtriser ces effets. Le rôle de chaque implantation d’He et de Si sur la diffusion du B est présenté dans ce mémoire. Les échantillons ont été caractérisés par SIMS, TEM, effet Hall, PAS, RBS etc.Pour fabriquer des USJs, le meilleur procédé est dans un premier temps l’introduire des cavités par implantation d’He pour créer une barrière de diffusion aux Is. Puis une implantation Si est réalisée à une énergie telle que la couche de cavités soit située entre les couches de Vs et d’Is qui sont introduites par cette même implantation. Enfin les atomes de B sont introduits à une faible énergie par implantation ionique ou par immersion plasma (PIII) pour créer les USJs. Au cours du recuit rapide d’activation (RTA), les Vs introduites par implantation Si peuvent se recombiner avec les Is introduites par implantation du B pour augmenter l’activation du dopant et limiter la diffusion du B. Une jonction ayant une épaisseur Xj de (12 ± 1) nm et une Rs de (150 ± 10) Ω/□ a été réalisée.

Jeudi 10 Décembre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de T.W. Cornelius, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), 6 rue Jules Horowitz, 38043 Grenoble Cedex, France

Mechanical properties of single nanostructures investigated by in-situ AFM and micro-XRD

In recent years, nanostructures attracted enormous attention due to size-effects influencing the structural, optical, electrical, and mechanical properties of the low-dimensional specimen. Concerning the mechanical properties of materials on the nanoscale, mainly the plastic regime has been hitherto explored by nanoindentation on thin films, compression tests on micropillars, and tensile tests on microrods showing a trend that “smaller is stronger”. In contrast, studies of the elastic behaviour of nanowires revealed contradictory results concerning the influence of size-effects on the elasticity.

To investigate single nanoobjects, we combined an in-situ atomic force microscope (AFM) with X-ray diffraction in a microfocused beam (µXRD). For the alignment of the AFM-tip and the sample with respect to the X-ray beam, photocurrent imaging and scanning X-ray diffraction mapping are employed, respectively. The AFM is used to image the sample surface, to select an individual nanostructure, and to apply pressure on the chosen object by means of the AFM-tip. Due to the interaction between the AFM-tip and the compressed object under study the resonance frequency of the AFM’s force sensor – here a tuning fork – shifts to larger values. This shift enables us to derive the stiffness of the contact area. Simultaneous to the pressure application, XRD images around a pre-defined Bragg peak are recorded using a microfocused X-ray beam. These images allow for the determination of the elastic lattice parameter change in-situ. From the contact stiffness and the lattice parameter change, the Young modulus of an individual nanoobject can be derived.

Jeudi 10 décembre 2009 à 10h30 (lieu : Amphi 3A, campus de Château Gombert)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Provence de Fayrouz Haddad

Optimisation des éléments de filtrage pour la réjection du signal image :
Application aux filtres polyphases complexes des architectures radiofréquences des systèmes de télécommunications

Le marché des communications sans fil a connu un essor considérable ces dernières années, soutenu par une forte demande de systèmes monolithiques pouvant assurer à la fois un fonctionnement à hautes performances et à moindre coût. Dans ce contexte, la technologie CMOS reste encore la meilleure candidate grâce à sa forte capacité d’intégration et à son faible coût de fabrication. Des efforts de conception ont conduit à des optimisations des méthodes classiques, afin de tenir compte des diverses contraintes et aboutir aux performances requises par les nouvelles applications sans fil. Ce travail de thèse s’intègre dans ce cadre, ayant pour objectif de proposer une méthode de conception de filtres polyphases monolithiques au sein des récepteurs radiofréquences (RF). Dans un premier temps, le travail s’est focalisé sur l’étude des différents standards de télécommunication actuels et des architectures de réception associées, et dans un deuxième temps, sur l’analyse et la modélisation des filtres polyphases complexes. Ces études ont permis, d’une part, de mettre en évidence l’intérêt d’utiliser des filtres polyphases aussi bien dans la réjection du signal image que dans la génération de signaux en quadrature précis, et d’autre part, de déduire leurs contraintes de conception, notamment en termes d’appariement de gain et de phase, ainsi que des effets des éléments parasites. La méthode de conception proposée a été validée via la réalisation de circuits de test, en technologie CMOS. La suite de ce travail de thèse est consacrée à la proposition de nouvelles structures de filtres polyphases ajustables, dédiées aux applications multi-standards. Une validation globale est finalement effectuée à travers une intégration des filtres polyphases monolithiques conçus au sein d’une chaîne de réception RF.

Mercredi 9 décembre à 10 h (lieu : Amph iA, campus de Château Gombert, Polytech, Marseille)

Soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches de Sylvain Bourdel

Conception de Circuits Intégrés à Faible Coût et à Faible Consommation pour la Radio Impulsionnelle Ultra Large Bande

Mardi 8 Décembre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de Kenji Hiruma, Research Center for Integrated Quantum Electronics, Hokkaido University , Sapporo , Japan

Semiconductor Nanowire Growth and Applications to Photovoltaic Devices

With growing interest in semiconductor nanowires (NWs), applications to field effect transistors (FETs), gas sensors, light emitting diodes (LEDs) and photo-detectors have been a focus of attention for the last 5 years. We have studied on the characteristics of GaAs [1], InAs [2], and InP NWs [3] selectively grown by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) since 2005. We fabricated an FET using an InGaAs NW channel [4], observed laser emission from a GaAs/GaAsP core/shell NW [5], and demonstrated a photovoltaic function in an InP NW array [6]. In the seminar, I will focus my topic on NW solar cells and discuss the advantage of using NWs.

Jeudi 3 Décembre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP - Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de Damien Tourret CEMEF (Centre de Mise en Forme des Matériaux), Ecole des Mines de Paris, Sophia Antipolis

Modélisation de cinétiques de transformations multiples dans les alliages métalliques.

Etude de la microségrégation lors de la solidification dendritique, péritectique et eutectique d'alliages aluminium-nickel.

Les poudres d’alliages aluminium-nickel produites par atomisation peuvent être traitées pour préparer du nickel de Raney, un catalyseur utilisé dans de nombreux procédés industriels. L’activité du catalyseur dépend fortement du déroulement des multiples réactions de solidification pendant l’atomisation. Un modèle de microségrégation pour la solidification d’alliages métalliques est alors développé. En considérant des flux de diffusion finis, des cinétiques de réactions dendritique, péritectique et eutectique et des surfusions de germination, une alternative plus évoluée est proposée aux modèles de Gulliver-Scheil ou de la loi des leviers. Le couplage avec des calculs d’équilibre thermodynamique est effectué pour évaluer les compositions des interfaces et les termes d’enthalpie dans le bilan d’énergie. Le modèle est appliqué à un alliage binaire, avec des densités de phases constantes, pour simuler le procédé d’atomisation de gouttes d’alliage Al-Ni. Un modèle dédié est choisi pour les conditions aux limites d’échange de chaleur. Les résultats sont comparés à des mesures expérimentales obtenues par diffraction de neutron. Des interprétations sont alors établies sur les comportements originaux des alliages Al-Ni solidifiés rapidement. Le modèle proposé permet ainsi d’appréhender les effets concurrents des différentes cinétiques (diffusion chimique, bilan d’énergie, vitesse croissance des microstructures, etc.) lors de la solidification hors équilibre. Les principaux développements envisageables autour de ce travail incluent : l’extension aux alliages multicomposés, l’inclusion de densités variables, le couplage avec des calculs macroscopiques.

Jeudi 3 décembre à 10 h (Lieu : amphithéâtre Tian Calvet - campus de Saint Jérôme, bt Madirel/LCP)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Universite Paul Cézanne de Rémy Pawlak

Auto-assemblage et polymérisation 2D de molécules organiques en surface

Ce travail présente la formation et la caractérisation sous ultravide de monocouches moléculaires issu de l'auto-assemblage et de la polymérisation de molécules organiques (hexahydroxy triphenylène-HHTP et acide diborique benzoïque-BDBA) sur des surfaces monocristallines métalliques et isolantes. L'adsorption de molécules d'HHTP sur Ag(111) donne lieu à plusieurs réseaux moléculaires dépendants de la température. Cette étude, menée par microscopie à effet tunnel (STM), montre qu'un réseau robuste est obtenu suite à la déshydrogénation, activée thermiquement, des groupes alcool périphériques. Cela induit la formation de liaisons hydrogène entre les fonctions alcools et cétones ainsi obtenues. L'étude STM de molécules de BDBA vapo-déposé sur Ag(111) a démontré la formation d'architectures bidimensionnelles étendues, liées de manière covalente, suite à la polymérisation des précurseurs en surface. Un résultat similaire a pu être obtenu par la copolymérisation des molécules de BDBA et d'HHTP. Ces polymères nanoporeux s'étendent en monocouche et présentent une stabilité en température exceptionnelle. Enfin, l'étude de BDBA sur le substrat isolant de KCl(001), menée par microscopie à force atomique en mode non contact (nc-AFM), montre un auto-assemblage étendu par des liaisons hydrogène, et met en évidence le rôle décisif de la nature chimique du substrat sur la faisabilité de la polymérisation de ces molécules en surface. L'approche développée dans ce travail, mettant en jeu des réactions chimiques en surface, constitue une voie nouvelle pour la conception de nano-architectures moléculaires originales et robustes sur surfaces.

Mardi  1^er décembre 2009 à 10h30 (lieu : Amphi 3A, Château Gombert, Marseille)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Provence de Fabrice GUIGUES

Conception de structures analogiques nanowatt en technologie CMOS standard

La surface associée aux blocs digitaux dans une carte à puce est conséquente par rapport aux applications nomades souhaitées par le grand publics (mémoire à forte capacité, consommation réduite, fonctions complexes) ce qui motive l’utilisation de technologies à forte densité. Ces technologies nécessite en contrepartie une tension d’alimentation proche du Volt voire inférieure avec une consommation par bloc des plus réduite. Cette constatation a poussé l’industriel (STM Rousset Smartcard) via cette thèse, à prospecter vers des solutions nanowatt (soit Vdd <1V, IDD qq dizaines nA). Le travail de recherche a donc débuté via le listing des différents modèles utilisables par les concepteurs pour appréhender le monde de la très faible puissance avec pour objectif la conception de cellules élémentaires analogiques statiques. De cette étude, l’élaboration d’une méthodologie de conception a été réalisée et validée via une mise en pratique sur des cellules de référence de courant/tension. Les circuits dimensionnés sous spécifications nanowatt, ont été simulés en technologie CMOS 0.35μm standard (AMS).

Mardi 24 Novembre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de Dr. Patrick Ganster, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CiNaM)

Oxydation de Si, SiGe: diffusion atomique et contraintes

Cette étude s'inscrit dans le cadre des études menées par l'industrie de la microélectronique qui s'intéresse depuis plusieurs années à maîtriser et à développer des modèles pour décrire le procédé dit de “condensation du germanium” qui consiste à oxyder un alliage SiGe pour obtenir une fine couche de Ge de très grande pureté.

Le germanium étant présent en faible quantité dans l'alliage au début de l'oxydation, nous avons développé dans un premier temps un modèle atomistique de la formation de SiO₂ par oxydation d’un substrat de silicium^[1]. A partir des structures obtenues, nous avons caractérisé la contrainte et la diffusion dans le substrat de Si au voisinage de l'interface SiO₂/Si. Les résultats montrent que l'oxyde en compression y génère un champ de contraintes globalement en tension qui s'étend sur plusieurs plans atomiques et dans lequel coexistent des microstructures en tension (majoritaires) et en compression (minoritaires). Malgré l’inhomogénéité de ce champ de contrainte, nous montrons que les lois de diffusion y sont régies par les mêmes lois que celles que nous avons pu déduire, lors d’une étude précédente, du cas modèle d’un système sous contrainte bi-axiale^[2].

A partir de ce modèle, nous avons développé un modèle qui intègre le germanium. Pour cela, nous avons paramétré les potentiels d'interaction afin de décrire l'alliage SiGe et l'oxyde mixte SiO₂-GeO₂. L'étude préliminaire de la stabilité relative des oxydes (SiO₂ vs GeO₂) produit par le modèle est en accord avec les calculs ab initio que nous avons réalisés. La conclusion essentielle de ces calculs énergétiques est une formation préférentielle significative de l'oxyde SiO₂ par rapport à GeO₂. Ce résultat nous a servi de guide dans la définition des règles nécessaires à l’extension de notre modèle atomistique d’oxydation de Si à celui de l’oxydation de SiGe. A partir de ce modèle atomistique, il nous a été possible de proposer une description unidimensionnelle de la condensation de Ge. 

[1] P. Ganster, G. Tréglia, A. Saúl, F. Lançon and P. Pochet, accepté à Thin Solid Films ( http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2009.09.144).

[2] P. Ganster, G. Tréglia, A. Saúl,   Phys. Rev. B 79, 115205 (2009).

Lundi 23 novembre 2009 à 14h30 (Lieu : Amphi K018, bâtiment K, Université du Sud Toulon Var, Campus de La Garde)

Soutenance de Thèse de Doctorat – université du Sud Toulon Var de Julien Romann

Auto-assemblage de nanocristaux d’oxalate de cuivre

La nanostructuration de la matière par auto-assemblage est actuellement un des domaines de recherche fondamentale les plus dynamiques et ouvre de vastes perspectives technologiques. Cette thèse se propose d’étudier l’auto-assemblage de nanocristaux d’oxalate de cuivre. Ce composé peut être considéré comme un système modèle dont les propriétés permettent une transposition à l’élaboration de nanostructures complexes. Une étude bibliographique portant d’une part sur le phénomène d’auto-assemblage à l’échelle mésoscopique, d’autre part sur le cas particulier des oxalates de métaux divalents constitue la première partie de ce travail. Puis, la caractérisation structurale des nanocristaux d’oxalate de cuivre et l’influence des conditions de synthèse sur leur auto-assemblage permettent d’aboutir à un modèle de mésocristaux issus d’une orientation des nanocristaux par reconnaissance de faces cristallines. Enfin, les modifications morphologiques des mésocristaux en présence d’additifs et l’étude spectroscopique de ces nanostructures confirment le modèle proposé par la mise en évidence d’une adsorption sélective des additifs sur certaines faces des nanocristaux.

Vendredi 20 novembre 2009 à 10h (Amphi 3A, Polytech'Marseille, IMT Château Gombert, Marseille)

Soutenance de Thèse de Doctorat – Université de Provence Aix-Marseille 1 de Jean-René Raguet

Développement de nouvelles architectures mémoires non-volatiles robustes

Les mémoires non-volatiles à grille flottante connaissent depuis une vingtaine d’années, un succès commercial sans précédent. Ces dispositifs mémoires sont omniprésents et ne cessent d’évoluer afin de stocker de plus en plus d’information sur une surface de silicium réduite. Cependant, des obstacles technologiques majeurs à la réduction des dimensions du point mémoire apparaissent, liés à la structure même de ces mémoires, mais aussi aux performances demandées. Dans ce contexte, ce travail de thèse propose de nouvelles structures mémoires à grille flottante intégrables et robustes. Par le mot robuste, on désigne une mémoire ayant de bonnes performances en rétention et en endurance. En premier lieu, nous nous sommes focalisés sur des solutions technologiques permettant d’améliorer les performances en rétention de la cellule EEPROM. Trois modifications du procédé de fabrication de cette cellule sont proposées : l’augmentation de l’épaisseur d’oxyde tunnel, la nitruration de l’oxyde tunnel et l’implantation du Bore dans la grille flottante. Les résultats en rétention obtenus sont intéressants, mais chaque solution engendre quelques difficultés. Dans un deuxième temps, nous avons développé deux structures à base de double grille permettant une surface du point mémoire réduite, de bonnes performances en endurance et des tensions de programmation proche voir moins élevées que la cellule EEPROM. Ces structures ont été modélisées, simulées, intégrées et optimisées sur silicium, puis caractérisées, afin de valider les différents concepts et estimer leurs performances électriques. La dernière partie de ce travail est consacrée au développement d’une cellule mémoire à deux grilles flottantes permettant de stocker trois bits, basée sur des concepts de cellules multi-bits et multi-niveaux. Cette cellule utilise des programmations spécifiques avec un phénomène de décharge des grilles flottantes par effet de pointe et une injection de charges par effet tunnel bande à bande. Ces deux phénomènes ont été étudiés et démontrent de bons résultats électriques.

Mardi 17 novembre 2009 à 14 h (lieu : Amphithéâtre du CNRS, bâtiment principal 2, avenue des Martyrs, 38042 Grenoble)

Soutenance de thèse de Doctorat de Sébastien Martinié

Modélisation du transport quasi-balistique pour la simulation de circuits à base de nano-transistors multigrilles

Le transistor MOSFET atteint aujourd’hui des dimensions nanométriques pour lesquelles les nouveaux phénomènes de transport (quasi-)balistique deviennent prédominants. Il convient donc de développer des modèles qui, tout en intégrant ces phénomènes physiques, rendent compte de l’impact de ces effets de transport avancés sur les performances au niveau du transistor mais aussi au niveau système. Deux axes d’études ont été développés : 1) la modélisation du transport (quasi-)balistique en TCAD et 2) la modélisation du transport (quasi-)balistique en Verilog A pour la simulation circuits. Dans la première approche, une mobilité quasi-balistique (dérivée de la méthode à un flux de McKelvey) a été introduite dans Silvaco via le module « C-interpreteur ». Ce modèle nous permet de simuler facilement le transport balistique ou quasi-balistique du dispositif jusqu’à l’élément de circuit (via les simulations du type Mixed Mode). Dans la seconde approche, un modèle compact codé en Verilog A a été développé pour étudier au niveau de circuits simples l’influence du transport (quasi-)balistique. Sur ce dernier point, nous avons systématiquement validé nos approches en les comparants aux travaux/modèles à l’état de l’art de la littérature (Monte-Carlo, Green ...) ou à nos propres simulations numériques et cela à la fois au niveau dispositif et au niveau circuit. Nous avons aussi pu quantifier l’impact des propriétés de transport électronique sur le fonctionnement d’éléments de circuit et cela en fonction du type d’architecture (transistor Double-Grille et transistor à Nanofil).

  Lundi 16 novembre 2009 à 10 heures (Lieu : salle de séminaires de l'Im2np, service 161 (aile 1, niveau 6) campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Professor Cheng-Chung LEE et Professor Sheng-Hui CHEN, National Central University, Taiwan

Presentation of the Research in the Thin Film Technology Center (TFTC)".

Professor Cheng-Chung LEE is a world famous scholar in thin-film field. He leads the Optical Thin Film Laboratory, National Central University, Taiwan for the investigation of high quality optical thin film, like laser mirror, DWDM, ultraviolet filter, colorful filter and so on. The researches comprehensively consist of the design theory, fabrication technologies and measurement. And the working wavelength includes ultraviolet, visible light and infrared. In the recent five years the subjects are also extended to green technologies such as photocatalytic, photovoltaic and nano-micro-structured thin films (photonic crystals, plasmonics, ...).

In the year 2006 and 2007 he was honored as SPIE fellow and OSA fellow respectively.

Furthermore, For the reasons that to promote the education of optics and the research work, professor LEE associated some laboratories and resources to establish Thin Film Technology Center(TFTC) in 2004.

Another co-director of TFTC, professor Sheng-Hui CHEN, focuses his investigation on photovoltaic and nano-micro-structured thin films since 2005 he staid in University of Arizona, USA.

Jeudi 12 Novembre à 11h15 (Lieu: Salle des séminaires de l’Im2np, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Dr. Virginie Chamard Im2np, Equipe “Contraintes mécaniques dans des objets de petites dimensions”

Imagerie des cristaux à l’échelle nanométrique : Microscopie sans lentille de l’optique aux rayons X

Les rayons X durs, avec une longueur d’onde de l’ordre de l’Angstrom, ont une sensibilité intrinsèque à l’ordre atomique. Ce sont les ondes de prédilection en science des matériaux : la faible interaction des rayons X avec la matière rend souvent préférable l’utilisation de ces techniques non destructrices à la diffraction électronique. Avec le développement récent des sources synchrotron de 3ème génération, l’étude de la forme, des déformations et profils de composition chimiques dans les nanostructures devient possible. Mais le manque de lentille X efficace pour obtenir une image de l’objet diffractant conduit à une analyse modèle-dépendante des profils d’intensité diffractée.

Les microscopies sans lentille offrent une solution élégante au problème de la perte de la phase (seule l’intensité est accessible expérimentalement). Ces techniques sont basées sur la récupération digitale de la phase à partir des clichés d’intensité de diffraction cohérente. Elles nécessitent des faisceaux X cohérents obtenus avec des sources fortement brillantes. Plusieurs voies sont actuellement explorées : le sur-échantillonnage du signal permet d’encoder la phase dans le cliché de diffraction cohérente (imagerie par diffraction X cohérente). La phase est alors obtenue par des algorithmes itératifs. La collection de clichés de diffraction partiellement redondants, obtenus en translatant l’échantillon dans le faisceau en assurant un recouvrement partiel de l’empreinte du faisceau sur l’échantillon permet également de retrouver la phase du champ diffracté, à nouveau grâce à des algorithmes itératifs (la ptychographie). Ces algorithmes à la convergence lente, sont difficiles à appliquer dans le cas d’objets fortement déformés. Au contraire, l’holographie par transformée de Fourier, qui permet d’encoder la phase à partir de l’interférence avec une onde de référence, permet une reconstruction immédiate de l’image de l’échantillon, au détriment de la résolution.   

Dans cet exposé consacré à la microscopie sans lentille appliquée à l’étude des déformations dans les nano-cristaux (ANR JC), nous présenterons les premières images expérimentales obtenues par holographie et ptychographie X 3D. Enfin, dans le cadre de notre collaboration avec l’institut Fresnel, (groupe de A. Sentenac) nous verrons comment cette dernière approche peut contribuer à améliorer la résolution au-delà des limites classiquement imposées par les conditions expérimentales.

Vendredi 6 novembre à 10h30 (Lieu : Salle des séminaires de l’Im2np, Aile 1 - 6^ème étage (service 161), Campus de Saint-Jérôme)

Séminaire de Julien GABELLI, Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, Orsay

Full counting statistics of avalanche transport : an experiment

The study of the current noise, i.e. the variance of the current fluctuations, has been a powerful way to reveal information on the conduction process in conductors that is not contained in DC conductance. Now, in order to probe the statistics of the conduction more in depth, a better knowledge of the distribution function P(I) of the fluctuating current I(t) is necessary.
We report the first measurement of high order cumulants of the current fluctuations in an avalanche diode run through by a stationary dc current. Such a system is archetypic of devices in which transport is governed by a collective mechanism, here charge multiplication by avalanche. We have measured the first 5 cumulants of the probability distribution of the current fluctuations. We show that the charge multiplication factor is distributed according to a power law that is different from that of the usual avalanche below breakdown, when avalanches are well separated.

Jeudi 5 novembre 2009 à 11 h (Lieu: Salle Master MINELEC Département MT-Polytech, site Château Gombert)

Séminaire de Sébastien MARTINIE
CEA-LETI & IM2NP-CNRS

Modélisation de nano-transistors (quasi-)balistiques : du dispositif au circuit

Le transistor MOSFET atteint aujourd’hui des dimensions nanométriques pour lesquelles les nouveaux phénomènes de transport (quasi-)balistique deviennent prédominants. Il convient donc de développer des modèles qui, tout en intégrant ces phénomènes physiques, rendent compte de l’impact de ces effet de transport avancés sur les performances au niveau du transistor mais aussi au niveau système.

Deux axes d’études ont été développés : 1) la modélisation du transport (quasi-)balistique en TCAD et 2) la modélisation du transport (quasi-)balistique en Verilog A. Dans la première approche, une mobilité quasi-balistique (dérivée de la méthode à un flux de McKelvey’s) a été introduite dans Silvaco via le module C-interpréteur. Dans la seconde approche, un modèle compact codé en Verilog A a été développé pour étudier au niveau de circuits simples l’influence du transport (quasi-)balistique. Nous avons pu quantifier l’impact des propriétés de transport électronique sur le fonctionnement d’éléments de circuit et cela en fonction du type d’architecture (transistor Double-Grille et transistor à Nanofil).

Lundi 26 Octobre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Dr. Brian Stephenson, Materials Science Division, Argonne National Laboratory, Center for Nanoscale Materials, Argonne, USA 

In-Situ Synchrotron X-Ray Studies of (In,Ga)N Growth

In-situ, time-resolved x-ray techniques can provide unique insight into the atomic-scale mechanisms occurring during materials synthesis and processing. In this talk we discuss studies of metal-organic chemical vapor deposition of (In,Ga)N thin films. While high In content is desirable for several applications, InN has a 10% lattice mismatch with the GaN substrate, and is metastable at ambient pressure, requiring a chemically active nitrogen species for growth. Using x-ray scattering and fluorescence, we have studied the coupled strain and composition changes that occur during (In,Ga)N film growth and relaxation. During InN growth, we observe that self-sustaining oscillations in phase stability can occur: islands of relaxed InN nucleate and grow; the InN islands collectively transform into elemental In droplets; the liquid In evaporates; and then another cycle of InN growth begins. These observations indicate key synthesis mechanisms for these metastable materials. Work supported by DOE under contract DE-AC02-06CH11357.

Co-authors: M.-I. Richard^1,3, F. Jiang¹, M.J. Highland¹, T.T. Fister¹, Carol Thompson⁴, S.K. Streiffer², P.H. Fuoss¹, K.R. Elder⁵, J. Mei⁶, and A. Munkholm⁶

¹Materials Science Division, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439 USA, ²Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439 USA, ³Université Paul Cézanne Aix-Marseille, IM2NP, 13397 Marseille, France, ⁴Department of Physics, Northern Illinois University, DeKalb, IL 60115 USA, ⁵Department of Physics, Oakland University, Rochester, Michigan 48309 USA, ⁶Philips Lumileds Lighting Company, San Jose, California 95131 USA

Jeudi 22 octobre 2009 à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6, salle 331)

Séminaire de Frank Glas (CNRS, Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (LPN) Marcoussis)

Formation et transformation de phase cristalline dans les nanofils de semi-conducteurs composés

Les nanofils de semi-conducteurs suscitent depuis quelques années un grand intérêt, tant de par leur propriétés fondamentales qu'au regard de leurs multiples applications potentielles.

Après une brève introduction, je traiterai de quelques problèmes fondamentaux posés par la croissance épitaxiale de ces objets unidimensionnels, dont la compréhension et la maîtrise conditionnent la fabrication des hétérostructures complexes requises par les applications en opto et nanoélectronique.

Je me concentrerai sur la thermodynamique et la cinétique de croissance des nanofils de semi-conducteurs III-V en mode vapeur-liquide-solide (VLS). Je discuterai la formation inattendue, mais fréquemment observée, de la phase cristalline wurtzite et de défauts plans dans ces fils et montrerai qu'elle est contrôlée par la cinétique. Tout aussi inattendue est la transformation de cette structure en la structure standard blende de zinc, induite par "enterrement épitaxial", dont je proposerai une explication. Le contrôle de ces transformations ouvre la voie à la fabrication d'hétérostructures d'un même matériau, aux propriétés optiques originales. L'élaboration d'hétérostructures classiques à matériaux alternés reste cependant la voie la plus explorée actuellement pour insérer des boîtes quantiques dans les nanofils. La formation de ces hétérostructures peut elle aussi produire des changements de phase. Le calcul et la mesure des dimensions critiques des nanofils pour la relaxation plastique montre tout l'intérêt de ces objets pour la fabrication d'hétérostructures contraintes.

Jeudi 15 octobre 2009 à 11 h (Lieu: Salle Master MINELEC Département MT-Polytech, Château Gombert)

Séminaire de Jean-Luc Autran, Université de Provence, Im2np-CNRS

L’Environnement radiatif terrestre naturel et son impact sur les composants et circuits CMOS nanométriques – Derniers résultats de la plateforme ASTEP-LSM

L’étude des radiations cosmiques et la maîtrise de leurs effets sur les matériaux et les systèmes électroniques est devenue une préoccupation majeure dans le monde de la microélectronique car elle impacte directement la fiabilité au niveau du sol des technologies microélectronique de dimensions nanométriques, présentes dans toutes les applications
« grand public » et les produits de masse, du téléphone portable au véhicule tout électrique, en passant par les systèmes électroniques embarqués (automobiles, trains, avions), les communications (réseaux, serveurs) et le médical.

Ce séminaire annuel présentera en détails la plateforme ASTEP (Altitude Single-event effects Test European Platform) ainsi que les travaux de recherche menés depuis plus de quatre ans sur cette   installation  située à 2550 m d’altitude sur le Plateau de Bure (massif du Dévoluy). Nous présenterons également les résultats obtenus grâce à des expériences complémentaires déployées au laboratoire souterrain de Modane (LSM). Une introduction détaillée sur l’environnement radiatif atmosphérique et ses fluctuations sera présentée en première partie d’exposé. Nous indiquerons enfin quelques perspectives de travail pour la période 2009-2012.

Mardi 13 octobre 2009 à 10h30 (Lieu : Amphithéâtre Rouard, Faculté des sciences et techniques de Saint Jérôme, Marseille)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université Paul Cézanne de Vladimir Vidal

Multicouches tungstène-silicium pour les optiques RX à 0,154 nm :Etude de la structure interfaciale et mise en forme

Jeudi 08 Octobre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, campus de Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Séminaire de Dr. Stavros Nicolopoulos, Directeur de NanoMEGAS Advanced Tools for Electron Diffraction, Bruxelles

Nouvelles techniques de caractérisation  rapide des nanomatériaux en MET : cartographies  des orientations/phases  nanocristallines et  tomographie 3D en diffraction pour résolution des structures.

Jeudi 1er octobre à 11h (Lieu: Salle des séminaires de l’IM2NP, Saint Jérôme service 161, aile 1, niveau 6)

Dr. Eva Cernoskova, Joint Laboratory of Solid State Chemistry of Institute of Macromolecular Chemistry of Czech Acad. Sci. v.v.i. University of Pardubice , Pardubice , Czech Republic

The glass transition and contribution of the StepScan DSC method to the study

Non-crystalline semiconductors have been studied for their application in the infrared optics. For technical applications of this type of material one of crucial information is that one on thermal stability, as well as on the structure. Our attention has focused on thermoanalytical properties of model chalcogenide-based glasses (As₂S₃, As₂Se₃ and other stoichiometric and non-stoichiometric materials). Both conventional DSC and StepScan DSC have been used to pursue the glass transition phenomenon. Different results obtained are discussed on base of kinetic model of glass transition. It is shown that widely used kinetic model describes the slowest, it means kinetic effects. New DSC method, StepScan DSC, has shown that out-of-time kinetic effects can be completely removed and remaining changes being in time with experimental time are independent on thermal history of glass as well as on the experimental conditions of DSC measurement. These results are discussed and compared with kinetic model and Angell's udercooled melt fragility concept.

  Mercredi 23 septembre 2009 à 10 h (Lieu : salle des thèses - campus de Saint Jérôme, Marseille)

Soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches de Pascal Lauque

De la couche sensible au système : dépôt par plasma froid & capteurs de gaz

A travers une rapide présentation de mes activités de recherche, je retracerai le cheminement m’ayant conduit tout au long de ces nombreuses années du dépôt de couches minces par plasma à la réalisation de dispositifs discrets, puis de systèmes. Comme le temps sera malheureusement limité, nous nous contenterons de parcourir l’étude d’un dispositif, à savoir un capteur de gaz sélectif, puis la mise en place d’un système multicapteur pour la détection de gaz, et enfin un projet de systèmes associant les capteurs à un environnement RFID.

  Mardi 22 septembre à 15 h (lieu : salle A 51 - campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Nicolae Barsan, Institute of Physical and Theoretical Chemistry, University of Tübingen, Germany

Sensing and transduction in semiconducting MOX gas sensors ; phenomenological and spectroscopic investigations

  Jeudi 9 juillet 2009 à 10h30 (Lieu : salle des thèses - campus de Saint Jérôme, Marseille)

Soutenance de la thèse de Tomas FIORIDO en vue d’obtenir le grade de docteur de l’Université Paul Cézanne, Spécialité : Micro et nanoélectronique,

Etude des capteurs polymères sur support souple : Détection des gaz, de la lumière et de la température

Les recherches effectuées dans le cadre de cette thèse portent sur la réalisation et la caractérisation de nouveaux capteurs de gaz, de lumière et de température ; à base de matériaux polymères sur des supports souples. Ces matériaux sont bien adaptés comme substrat et comme couche sensible pour la fabrication de nouveaux composants faibles coûts, utiles pour l’environnement et la sécurité. Trois techniques de dépôt ont été utilisées pour réaliser les éléments sensibles sous forme de couches minces : évaporation thermique, drop coating et jet de matière. Plusieurs matériaux organiques ont été testés avec pour objectif principal de trouver les matériaux les plus adaptés pour les applications visées. Ainsi, nous avons pu mettre en évidence que le ZnPc et le DH-Ds2T sont prometteurs pour la détection des gaz. Le PEDOT/PSS est un matériau approprié pour la réalisation de capteurs de température dans la gamme de -40°C à 100°C. Enfin le DH-DS2T présente des performances suffisantes pour la réalisation de capteurs de lumière, permettant la réalisation de dispositifs de sécurité. Ces matériaux sont d’autant plus intéressants, qu’ils sont compatibles avec les techniques de dépôts faible coût, tel que le jet de matière. La stabilité dans le temps a été une préoccupation forte de ce travail. Nous avons montré que les capteurs de température commence a être instable à compter d’une semaine. Alors que les capteurs de lumière sont stables sur une période de 9 mois. Un effort important devra être fait dans la stabilité des matériaux sensibles aux gaz.

Mercredi 8 Juillet 2009 à 10h00 (Lieu : salle des thèses, campus de Saint Jérôme, Marseille)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université Paul Cézanne de Boubekeur LALMI
spécialité Matériaux, Microélectronique et Nanosciences

Etude cinétique et structurale de la formation des siliciures par réaction à l’état solide de films ultraminces de Si sur des substrats métalliques : Si/Cu(001), Si/Ni(11)

Ce travail de thèse porte sur l’étude des premiers stades de la formation des siliciures par réaction à l’état solide de films ultraminces de Si sur des substrats métalliques monocristallins (Cu(001), Ni(111)). Les deux systèmes modèles choisis (Si/Ni, Si/Cu) se caractérisent par une forte tendance à l’ordre, des solubilités limites importantes du Si dans le métal et une très forte tendance à la ségrégation superficielle du Si. Notre approche consiste à déposer deux « types » de films ultraminces de Si (~ 1monocouche ou 5monocouches) et ensuite à réaliser des expériences de dissolution (diffusion à l’état solide). A travers les cinétiques de dissolution, en couplant différentes techniques d’analyse de surface (AES, LEED, PES et STM,) nous avons pu, d’une part, caractériser d’un point de vue cinétique et structural les composés 2D qui se forment lors de la dissolution d’une monocouche et, d’autre part, nous avons mis en évidence la formation séquentielle de deux composés 3D dans le cas de la dissolution de dépôts de l’ordre de 5MC.

Mercredi 1er Juillet 2009 à 10h30 (Lieu : Amphi Rouard, Campus de Saint Jérôme, Marseille)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université Paul Cézanne de Mohamed Chérif BENOUDIA
spécialité Matériaux, Microélectronique et Nanosciences

Interdiffusion et déformations dans des multicouches Cu/Ni et Mo/V: Diffraction des rayons X et simulation de la cinétique

Ce travail de thèse porte sur l’étude de l’interdiffusion et des contraintes dans des systèmes métalliques modèles en couplant la diffraction des rayons X connue pour sa très grande sensibilité aux variations de distances inter-réticulaires et la modélisation. Les systèmes modèles choisis sont des multicouches Cu/Ni et Mo/V épitaxiées sur MgO. Dans ces deux systèmes le coefficient de diffusion dépend fortement de la concentration ce qui doit donner lieu lors de l’interdiffusion à des profils de concentration très asymétriques. Pour étudier l'évolution des profils de concentration et de distance lors de la cinétique d'interdiffusion, un programme couplant cinétique d'interdiffusion et évolution des spectres de diffraction symétrique coplanaire a été mis en place avec succès. Il s'appuie sur le modèle de Martin (modèle d'Ising cinétique dans l'approximation de champ moyen) pour simuler l'interdiffusion et utilise la théorie cinématique pour calculer le diagramme de diffraction. De plus, il intègre une relation d'élasticité entre champs de déformation et champs de concentration en tenant compte de la cohérence des interfaces. Ce programme a permis d'établir l'existence d'une forte asymétrie de diffusion dans les systèmes Cu/Ni et Mo/V avec des paramètres contrôlant l'asymétrie d'interdiffusion similaires pour les différents échantillons étudiés. De plus ces paramètres sont très proches de ceux donnés par la littérature établies sur des systèmes non contraints. Ce constat indique que le fort état de déformation de ces multicouches n'affecte pas la cinétique d'interdiffusion. 

Mardi 23 juin à 10 h (Lieu : campus de Saint Jérôme, Marseille, service 252, aile 2 niveau 5)

Séminaire de Jozef Keckes, professeur invité à l'Université Paul Cézanne dans l'Equipe Contraintes

In situ X-ray diffraction as a tool to probe mechanical phenomena in nanostructured materials.

Jeudi 11 Juin à 11h (Lieu: Campus de Saint Jérôme, Marseille, Amphithéâtre Rouard (anciens bâtiments EGIM Nord))

Séminaire de Dr. Guillaume Reinhart, ESRF/ILL, Agence Spatiale Européenne (ESA)  

Etude de la solidification par atomisation d’alliages Ni-Al : caractérisation par micro-tomographie X synchrotron et diffraction de neutrons

Le but principal du projet IMPRESS (Intermetallic Materials Processing in Relation to Earth and Space Solidification), coordonné par l’ESA (Agence Spatiale Européenne) et co-financé par la Comission Européenne , est d’établir une meilleure compréhension des liens entre techniques d’élaboration, microstructures, et propriétés finales d’alliages intermétalliques. L’un des objectifs de ce projet est de développer un catalyseur à base de Nickel de Raney efficace et bon marché, utilisable dans les piles à hydrogène. La méthode de production conventionnelle du Nickel de Raney consiste à broyer un lingot de Ni-Al solidifié rapidement puis à extraire les atomes d’aluminium a l’échelle atomique en plongeant la poudre obtenue dans une solution de soude (étape de leaching), révélant une structure poreuse squelettique de Nickel actif.L’efficacité du catalyseur final est fortement liée à la composition et la structure de la poudre initiale avant leaching. La fabrication de poudres par atomisation est une des voies de production explorées dans le cadre du projet IMPRESS pour obtenir un catalyseur avec une meilleure activité et sélectivité. De plus, la solidification de gouttes par atomisation peut être considérée comme un système modèle pour l’étude  de la solidification en régime équiaxe. La caractérisation de poudres obtenues par atomisation d’alliages Ni-Al a été effectuée par micro-tomographie X synchrotron et diffraction de neutrons. Les expériences de micro-tomographie ont permis de visualiser en 3D la morphologie de gouttes ainsi que leur microstructure interne. L’analyse des diagrammes de poudre obtenus par diffraction de neutrons a permis d’étudier les variations des fractions de phase en fonction de la taille des gouttes et de la composition initiale. Les résultats obtenus pourront servir de référence pour valider des modèles numériques prenant en compte des transitions péritectiques au cours de la solidification d’alliages métalliques.

Jeudi 28 Mai à 11h (Lieu: Campus de Saint Jérôme, Marseille, Amphithéâtre Rouard (anciens bâtiments EGIM Nord))

Séminaire de Dr. Pierre Mallet, Institut Néel, CNRS-UJF, BP166, F-38042 Grenoble Cedex 9, France

Le graphène sur SiC sondé par microscopie à effet tunnel

Le graphène est constitué d’un plan d’atomes de carbone arrangés selon une structure en nid d’abeille. Ce cristal bidimensionnel est un système non conventionnel, dont les propriétés électroniques fascinent chaque jour un peu plus la communauté scientifique. La graphitisation des surfaces de SiC hexagonal par décomposition thermique est une voie très prometteuse pour synthétiser du graphène de haute qualité structurale, et ce mode de synthèse soulève de grands espoirs quant-à son utilisation future en nano-électronique. Cependant, la question de la préservation des propriétés exceptionnelles du graphène se pose dans un système où peuvent être présents à la fois plusieurs plans de carbone et un substrat.

Au cours de ce séminaire, je montrerai comment la microscopie à effet tunnel (STM) nous permet de répondre en partie à cette problématique, avec l’appui de calculs ab initio faits dans notre groupe et de mesures de photoémission résolue en angle extraites de la littérature. Nos échantillons sont obtenus par décomposition thermique du SiC sous ultra-vide. Le SiC étant un matériau polaire, la graphitisation des faces opposées SiC(0001) et SiC(000-1) conduit à deux systèmes très différents. Les travaux que je présenterai ici concerneront chacun des deux systèmes.

Jeudi 7 mai à 11h (Lieu: Campus de Saint Jérôme, Marseille, Amphithéâtre Rouard (anciens bâtiments EGIM Nord))

Séminaire de Dr. Kleber Sabat Da Cruz, Groupe de recherche en solidification (GPS) de l’université de Campinas, Brésil, actuellement en post-doctorat dans l’équipe Microstructures de croissance auto-organisées

Solidification Microstructure and Wear Resistance of Al-Sn and Al-Si Alloys

The search of relationships between microstructural parameters and mechanical behavior of alloys is fundamental for the pre-programming of final properties of as-cast components. The present study aims to contribute to the understanding about the influence of microstructural parameters on the wear resistance of alloys of two binary systems: Al-Sn and Al-Si. Such alloys are widely used in engineering applications, especially as bearing components such as journal bearings and cylinder liners, respectively. Despite the wide use of Al-Sn alloys as bearing materials studies on the microstructural development of such alloys are rare.. In the present study, four Al-Sn and three Al-Si hypoeutectic alloys were directionally solidified under upward unsteady state heat flow conditions. The primary (λ1) and secondary (λ2) dendrite arm spacings were measured along the castings length and correlated with transient solidification thermal variables. Furthermore, the experimental data concerning the solidification of Al -Sn alloys are compared with the main predictive dendritic models from the literature. The tribological behavior of the alloys was analyzed by the micro-abrasive wear tests under dry sliding conditions. The use of a fixed rotating sphere was applied to transversal samples collected along the casting. The dry condition was adopted to prevent effects of interfacial elements such as abrasive slurry or lubricant oil on the microstructural response during the tests. The wear volume was used to evaluate the wear resistance. Afterwards, the evolution of the wear volume as a function of the primary dendrite arm spacing and the sliding distance were studied.

Vendredi 24 avril à 11h (Amphithéâtre Bâtiment IRPHE, campus de Château-Gombert, Marseille)

Soutenance de thèse de Docteur de l'Université de Provence de Damien Giot
spécialité : dispositifs de la nanoélectronique

Etude par simulation numérique de la sensibilité des mémoires SRAM
en technologies 90 et 65 nm à l’environnement radiatif terrestre

Vendredi 17 avril à 11h (Lieu: Salle de réunion du service 142 campus de Saint Jérôme, Marseille) 

Séminaire de Dr. Noë Cheung, Groupe de recherche en solidification (GPS) de l’université de Campinas, Brésil

An overview of the GPS (Solidification Research Group), from the University of Campinas , research on mathematical modiew of GPS Research on Mathematical Modelling of Solidification

An overview of the GPS (Solidification Research Group), from the University of Campinas , research on mathematical modelling of solidification will be given. The research interests cover:

- Directional Solidification under Transient Heat Flow Conditions
- Continuous Casting of Steel
- Zone Melting: Purification by Zone Refining
- Laser Surface Treatments.

Jeudi 16 avril à 11h (Lieu: Amphithéâtre Rouard (ancien bâtiment de l’EGIM) campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Ivan Blum (doctorant Equipe Réactivité et Diffusion aux Interfaces)

Etude de la redistribution des dopants dans les structures siliciure / silicium

Les siliciures sont utilisés en microélectronique pour former les contacts entre le silicium des composants actifs et les interconnections métalliques. Pour les applications actuelles telles que les jonctions ultra fines, on utilise le siliciure de nickel NiSi. Le siliciure est formé par réaction entre un film de Ni et le silicium des régions de source, drain et grille. Lors de sa formation, on observe une redistribution des dopants initialement présents dans le substrat. Cette redistribution a un effet sur les propriétés électriques de la structure siliciure / silicium. Une accumulation des dopants à cette interface permet notamment de réduire la hauteur effective de la barrière de Schottky dans les régions de source et drain ou encore la modulation du travail de sortie dans les grilles totalement siliciurées. Il devient donc impératif de maitriser ce phénomène.

Dans cet exposé les mécanismes de formation des siliciures en films minces seront d'abord présentés. Puis seront introduits les mécanismes permettant d'expliquer la redistribution des dopants, notamment l'effet chasse-neige qui fait intervenir la solubilité et la diffusion des éléments pendant la formation des différentes phases.

Pour comprendre et maîtriser la redistribution, des données sur la diffusion des dopants dans les siliciures sont nécessaires. L’étude par spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS) de la diffusion de l’As et du B dans les siliciures de nickel sera présentée, ainsi que la mesure des coefficients de diffusion de l’As dans le Ni₂Si polycristallin. Cette mesure est effectuée en comparant des profils SIMS à des simulations de diffusion par éléments finis à deux dimensions qui tiennent compte de la diffusion en volume et aux joints de grains.

Mardi 14 avril à 14h (Lieu: Salle A51, campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Dr. Laurent Aldon, Laboratoire AIME (Agrégats, Interfaces et Matériaux pour l’Energie), Université de Montpellier II

Sur l’origine du vieillissement des matériaux pour le stockage électrochimique de l’énergie

Mercredi 1er avril 2009 à 15h (salle A51, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 5, Marseille)

Séminaire de Dr. Michel Perez, Laboratoire MATEIS (Matériaux : Ingénierie et Science)

Approche multi-échelle de la précipitation

Jeudi 26 mars 2009 à 11h (Lieu: Amphithéâtre Rouard (Ancien bâtiment de l’EGIM Nord), campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Prof. Rogerio Magalhaes Paniago, Guest Scientist, European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble , France (on sabbatical leave from Department of Physics, Universidade Federal de Minas Gerais , Brazil )

Force microscopy combined with microbeam X-ray diffraction: probing the mechanical properties of single nanoobjects

Low-dimensional materials such as thin films and nanoparticles have recently attracted an enormous attention due to new phenomena associated with their size and confining environment. Concerning the mechanical properties of materials in the nanoscale, mainly the plastic regime has been hitherto explored by nanoindentation on thin films, compression tests on micropillars, and tensile tests on microrods. These experiments have revealed that “smaller is stronger” for objects with sizes in the micron or sub-micron length scale. However, the elastic properties of individual nanoscale objects have not been a subject of extensive investigations, although they are of increasing importance in many fields: in metallurgy defects and chemical composition variations are proposed to be combined with size effects to change mechanical properties and even tailor them for desired functionality.

In this talk, we describe a new experimental method that quantitatively probes the mechanical response either of a single nanoobject or of a material surface at the nanoscale. It is based on the in-situ (real time) combination of a tuning fork atomic force microscope used in oscillating contact mode and of microfocused X-ray beams recently achieved at synchrotron light sources [1]. As a conceptual experiment we performed an in-situ observation of the elastic deformation of a single SiGe nanocrystal grown epitaxially on Si(001) and determined its Young modulus[1,2].

The complete derivation of the Young Modulus of the nanostrucure will be presented, and the assumptions and limitations of our method will be discussed [2].

[1] Appl. Phys. Lett. 94, 023109 (2009). [2] Nature Materials (submitted).

Mercredi 25 mars 2009 à 11h (salle A51, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 5, Marseille)

Séminaire de Andrey Ryzhikov
Les nanocapteurs

A. Ryzhikov est Chercheur associé à l’équipe Matériaux Avancés pour la Catalyse et la Santé , Institut Charles Gerhardt de Montpellier. De 2002 à  2005,  il a préparé une Thèse en cotutelle : Science et génie des matériaux, Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP); Université Lomonosov de Moscou (MSU), Département de Chimie, Laboratoire de Diagnostic des Matériaux Inorganiques (LDMI).

Mercredi 18 mars 2009 à 14h (salle A51, campus de Saint Jérôme, aile 1, niveau 5, Marseille)

Séminaire de Dr. P. Maugis, Centre Universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT) Toulouse

Caractérisation et modélisation de la précipitation dans les aciers

Mercredi 18 mars à 11h Amphithéâtre Ponte (ancien bâtiment de l’EGIM) Campus de  Saint Jérôme 

Séminaire de Pr. A. Mesli, Institut d’Electronique du Solide et des Systèmes (INESS), Strasbourg

Défauts ponctuels dans  les matériaux de la colonne IV : Si, Si1-xGex et Ge. Que nous disent les transitions électroniques ?

Plutôt que de porter sur un aspect bien précis de la physique des défauts, l’exposé essayera de donner un aperçu des questions que l’on peut résoudre en étudiant les transitions électroniques entre les niveaux induits dans la bande interdite et les bandes permises. Pour chaque matériau de la colonne IV ciblé, deux exemples seront choisis pour illustrer le propos. Le premier matériau sera le silicium pour lequel je traiterai tout d’abord d’une controverse sur le comportement du cuivre née au début des années 1990, et résolue depuis, qui s’est avérée féconde par ses implications sur d’autres systèmes. Je montrerai dans un deuxième exemple comment on peut extraire ou confirmer des informations relatives à la symétrie d’un défaut dans le réseau cristallin en sondant les transitions qu’il induit avec les bandes permises. Le deuxième matériau abordé sera l’alliage relaxé Si1-xGex dans lequel deux degrés de liberté supplémentaires sont à prendre en compte : la possibilité de faire varier la largeur de bande interdite en jouant sur le taux d’alliage et la distribution aléatoire des atomes Si et Ge dans la matrice. Je montrerai, toujours sur la base des transitions électroniques, comment il est possible de déterminer l’environnement atomique d’un défaut ponctuel et pourquoi chaque type de défaut est spécifique par sa nature et les positions des niveaux qu’il induit.

Enfin, le germanium revient au devant de scène du fait de la possibilité d’atteindre des mobilités élevées sous champ électrique faible. C’est un matériau qui, du point de vue des défauts ponctuels, se révèle totalement différent du silicium bien qu’il ait la même structure atomique. Je montrerai notamment comment la paire de Frenkel a pu être observée et caractérisée. Enfin, je montrerai comment l’état de charge peut considérablement affecter la stabilité d’un défaut. Je prendrai pour cela l’exemple du gallium, dopant usuel du germanium.

Mardi 17 mars 2009 à 11h (lieu: Amphithéâtre Rouard (ancien bâtiment de l’EGIM), campus de Saint Jérôme)

Séminaire de Pr. Amauri Garcia, Groupe de Recherche en Solidification (GPS), Université d’Etat de Campinas (UNICAMP), Brésil

The correlation between cellular/dendritic microstructures and mechanical/corrosion resistances of as-cast binary alloys

A short introduction on the research interests and activities of the Solidification Group at the University of Campinas – Brazil will be given. Some recent results focusing on the correlation of cellular and dendritic microstructures with mechanical and corrosion resistances of Pb-Sb; Al-Si and Zn-Al alloys will be presented. The effects of the scale of cellular and dendritic spacings and of solute redistribution will be examined.

Lundi 16 mars 2009 à 10 heures (lieu : Im2np, site Saint Jérôme, salle de réunion, aile 2 niveau 3 service 231 - Equipe OPTO PV)

Séminaire de Laure Bouguen
Etude de la dérive thermique de capteurs magnétiques à base d’'hétérostructure pseudomorphique AlGaAs/InGaAs/GaAs. 

Ce travail s’inscrit dans la continuité des études menées entre le GES et RMS, une division de la société Schlumberger actuellement intégrée dans le groupe ITRON/Actaris pour développer des hétérostructures semi-conductrices III-V présentant une très grande sensibilité au champ magnétique (750 V/A/T) et une faible dérive thermique (-140 ppm/°C). Industrialisés depuis la fin des années 90, des capteurs à base de l’hétérostructure développée sont actuellement intégrés dans les compteurs électriques CENTRON.

Pour anticiper l’évolution dans le domaine du comptage de l’électricité et afin d’adhérer des marchés ayant  des spécifications plus serrées en terme de dérive thermique, il est apparu nécessaire de réduire la dérive en température des capteurs existants. C’est à ce problème que s’adresse le travail réalisé. Sur la base de structures existantes AlGaAs/InGaAs/GaAs, la solution envisagée pour répondre à la question posée a consisté à contrôler avec une grande précision l’ancrage du niveau de Fermi à la surface de l’hétérostructure par l’adjonction d’une grille, de géométrie optimisée, et polarisée de façon adéquate. Les structures avec grille étudiées sont équivalentes à des transistors de type pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor). Nous avons donc déterminé les paramètres nécessaires à la modélisation du comportement de l’hétérostructure en tenant compte en particulier de l’effet de la géométrie de la grille et de sa polarisation sur la densité de porteurs dans le puits. Dans ce travail, nous montrons qu’il est possible de déterminer le type de grille permettant d’obtenir une dérive en température nulle, répondant de la sorte aux objectifs visés au début de la thèse. Pour résoudre ce problème, nous avons montré qu’une modélisation linéaire du comportement du composant n’était pas adaptée et qu’il était nécessaire de mettre au point une méthode d’analyse par éléments finis rendant compte des résultats obtenus. 

Lundi 9 mars 2009 à 14h (Lieu: Salle A51, Campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Jean-Pierre Ayoub, CEMES UPR 8011 CNRS, Groupe Matériaux Cristallins sous Contrainte (MC2)

Epitaxial growth and structural properties of FeRh alloys

The FeRh alloys near the equiatomic composition have the ordered structure of B₂(CsCl)-type and are antiferromagnetic at room temperature. The characteristic feature of the stoichiometric FeRh alloy is that it shows a first-order magnetic transition from an antiferromagnetic to a ferromagnetic state with increasing temperature. Simultaneously, at this transition a 0.9% volume contraction occurs without change in the crystallographic structure. This singular transition strongly depends on the concentration, and it is only present in a very narrow concentration range of 5% around x=0.5 in the binary Fe_1-xRh_x  phase diagram.

In this study we focused on the growth and structural characterization of thin films FeRh alloys deposited by sputtering onto MgO substrates. We investigate the effect of growth temperature and annealing on the structural and morphological evolution of the deposited thin films by the means of conventional and high resolution transmission electron microscopy.   

Jeudi 5 mars 2009 à 14 h (lieu: Amphithéâtre Rouard (ancien bâtiment de l’EGIM), campus de Saint Jérôme)

Séminaire de Michel Sassi, Doctorant de 2ème année, Im2np, Equipe Théorie, Modélisation et Simulation

Un facteur entropique déterminant dans la polymérisation de BDBA sur une surface métallique

Les Covalent Organic Frameworks (COFs) sont des structures nanométriques synthétisées à partir de réactions de condensation et dont la cohésion est assurée par des liaisons covalentes entre les molécules. Il existe un exemple de COFs, fabriqué à partir des molécules d'acide benzoïque diboronique (BDBA) déposées sur une surface d'argent(111), appelé SCOFs.

La polymérisation de BDBA sur Ag(111) s'effectue grâce à des réactions de déshydratation, où trois monomères BDBA réagissent pour former un trimère constitué d'un cycle B_3 O_3 (boroxine) et trois molécules d'eau. Notre objectif est de décrire quantitativement la polymérisation de BDBA sur la surface d'argent (111). Pour cela, nous avons effectué des simulations numériques de structures électroniques à l'aide des codes SIESTA et Gaussian. En partant d'un monomère, nous avons déterminé les états de transition de la réaction:

3 BDBA --> Boroxine + 3 H2O

De plus, nous avons calculé l'entropie de polymérisation des molécules en tenant compte des contraintes liées à l'adsorption sur une surface.

Ainsi, nous avons pu estimer la thermodynamique de polymérisation (enthalpie, entropie et enthalpie libre) pour différents N-mère (N=1,2,...,24). A partir de ces résultats, nous avons mis en évidence le rôle important de la surface sur le seuil de germination.

Jeudi 5 mars 2009 à 10 h (lieu: Amphithéâtre Rouard (ancien bâtiment de l’EGIM), campus de Saint Jérôme) 

Séminaire de Matthieu Dufay
The Rutolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford / Laboratoire de Spectrométrie Physique, Grenoble                                                                                                                         

L'étude des propriétés mécaniques des objets aux échelles sub-micronique est un sujet d'intense recherche ces dernières années. De nouvelles possibilités expérimentales de caractérisations sont apparues avec l'émergence de faisceau X synchrotron focalisé et partiellement cohérent. En particulier dans cette exposé, sera expliquée comment la diffraction X cohérente (CXRD) peut permettre dans des objets nanométriques de reconstruire le champ de contrainte 3D avec une résolution d'une dizaine de nanomètres.

Dans un premier temps, les caractéristiques des films minces métalliques seront rappelées. Ensuite, les différentes techniques expérimentales de déterminations de contraintes basées sur la diffraction X seront évoquées  en insistant sur les possibilités de la CXRD. Ces différents points seront illustrés par une expérience sur un film poly-cristallin d'or étudié en température. Cette expérience a été réalisée en novembre 2008 sur la ligne de lumière ID01 au synchrotron Européen à Grenoble (ESRF).

Finalement, ces mesures expérimentales de contraintes seront comparées aux calculs numériques (éléments finis) réalisés sur des structures semblables.

Co-auteurs : S. Labat, O. Thomas

Lundi 19 janvier 2009 à 11 h (Lieu: Salle A51, campus de Saint Jérôme, Marseille)

Séminaire de Pierre Tronc, Laboratoire d’Optique, Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles, 10 rue Vauquelin, F-75005 Paris, France.

Symmetry-related motional enhancement of exciton magnetic moment

A dramatic motional enhancement of heavy- and light-hole-exciton magnetic moment in zinc-blende semiconductors under a magnetic field applied parallel to the [001] direction has been put into evidence when the exciton moves along the same direction (J.J. Davies et al., Phys. Rev. Lett. 97, 187403 (2006)). The authors of the paper assigned the effect to a mixing between the 1S and 2P exciton states arising from the cubic term in the Luttinger Hamiltonian expansion in momentum. Such exciton states do not take into account the exact crystal structure since they are just eigenstates of the angular momentum. In addition, the Luttinger Hamiltonian does not take into account the full magnetic-field effect since it does not include the gauge transformations under the symmetry operations of the structure under the field. By determining the exact symmetry of the exciton states, it is shown here that the Zeeman splitting value depends on the field orientation with respect to the crystallographic axes. Under a field parallel to the [001] direction the splitting value vanishes at the Γ point and becomes finite when the exciton moves parallel to the field. This result explains the magnetic-moment enhancement for exciton motion along the direction. On the contrary, under a field parallel to the [110] direction, the splitting value is finite both at the Γ point and when the exciton moves parallel to the field.

Jeudi  15 janvier 2009 à 11h - (Lieu : Salle du Master MINELEC, Polytech, Dpt MT, Technopôle de Château Gombert, Marseille)

Séminaire de Thomas ERNST, CEA-LETI MINATEC

Technologies à nanofils de Silicium pour des transistors et des capteurs de dimensions sub 30-nm

Les propriétés physiques particulières des nanofils de silicium en font un objet prometteur pour les nouvelles générations de circuits intégrés. Les transistors à nanofils permettent en effet de poursuivre la réduction des dimensions des technologies intégrées CMOS jusqu’à l’échelle de quelques nanomètres de longueur de grille. En outre, l’extrême sensibilité de la résistance des nanofils à la charge de particules extérieurs, ou leur propriétés mécaniques particulières ouvrent la voie vers de nouvelles générations de  capteurs intégrés dont la sensibilité peut aller jusqu’à la molécule unique…

Nous présenterons dans cet exposé les travaux réalisés au CEA-LETI sur des technologies à bases de nanofils silicium. Nous présenterons en particuliers des architectures originales de transistors à matrices de nanofils ou de résonateurs utilisés pour de la spectroscopie de masse, pouvant atteindre des résolutions de l’ordre du zepto-gramme.