Matériaux : élaboration, structure et fonction

Dans le domaine de la science des matériaux nous déployons une large expertise qui s’étend des méthodes d’élaboration aux caractérisations structurales et fonctionnelles en s’appuyant sur des développements théoriques et des simulations numériques.

Les méthodes d’élaboration vont de la cristallogenèse (solutions, bains fondus, croissances confinées) aux synthèses par chimie douce ou sous hautes pressions et températures en passant par de nombreuses techniques physiques de dépôts (pulvérisation, ablation, plasma…). Nous élaborons des matériaux carbonés comme le graphène, le diamant en couches minces ou sous forme de nano-objets auto-assemblés ou intégrés dans des hétéro-structures hybrides.

C’est souvent la fonction des matériaux qui motive leur élaboration. Nous développons l’ingénierie cristalline et la cristallogenèse de nouveaux composés supraconducteurs ou multiferroïques mais aussi de cristaux ou nanocristaux pour l’optique non linéaire et la fluorescence. Différents types matériaux sont nanostructurés pour le stockage de l’hydrogène, les effets magnéto-caloriques, des couches minces supraconductrices et thermo-électriques. Les développements théoriques, modèles ou ab initio, visent à mieux comprendre les propriétés de transport, d’excitations électroniques, de non linéarité ou de réponse spectroscopique de ces matériaux.

Le laboratoire bénéficie de compétences historiques en cristallographie. Notamment sur des lignes de lumières des grands instruments internationaux, nous menons des études pour le développement de méthodes spectroscopiques et structurales en utilisant les RX ou la diffraction électronique en mode précession. Ces compétences sont également utilisées pour établir les propriétés physicochimiques et structurales de matériaux du patrimoine et pharmaceutiques.

Image de diffraction d’aluminium laminé d’une boîte de bière