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Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

Surfaces et Interfaces d'Oxydes Métalliques (SIOM)

Objectif scientifique

Comprendre les mécanismes mis en jeu à la surface et aux interfaces de matériaux (notamment des oxydes métalliques) en interaction avec un gaz ou un solide : réactivité de surfaces monocristallines ou de nanoparticules, dépôts de quelques monocouches à plusieurs centaines de nanomètres de métaux, d'oxydes, de carbo nitrures ou oxy nitrures.

 

Thématiques de recherche

 

Caractérisation des défauts de surfaces monocristallines de dioxyde de titane

Utilisation de la diffraction de photoélectrons résonante pour accéder à la structure électronique locale autour d'une espèce chimique : détermination de la nature et de l'environnement local de défauts ponctuels résultant d'un écart à la stœchiométrie ou d'une réaction d'oxydo-réduction dans le dioxyde de titane.

 

Interactions métal/oxydes et élaboration de nanostructures supportées contrôlées

  • Elaboration de nanostructures supportées, de taille nanométrique, grâce au contrôle des réactions interfaciales.
  • Etudes par spectroscopies électroniques, microscopie à effet tunnel et calculs quantiques dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT).
  • Développement d'une technique de préparation de nanostructures sur des surfaces, à partir de la compréhension des mécanismes d'adsorption et de décomposition de précurseurs carbonyls.

 

Mécanismes de croissance doxydes de tungstène sur divers substrats

  • Étude des mécanismes de croissance de nano bâtonnets d'oxyde de tungstène sur des surfaces de mica.
  • Analyse cristallographique par microscopie électronique en transmission.
  • Mise en évidence du rôle déterminant joué par le potassium sur la stabilisation de différentes formes d'oxydes de tungstène.

 

Premiers instants de croissances MOCVD

Étude des mécanismes interfaciaux intervenant lors de la croissance MOCVD d'une couche de TiO2 sur silicium grâce à l'analyse in situ de la croissance par spectroscopies électroniques.

  • Contrôle des phénomènes d'interdiffusion à l'interface.
  • Élaboration de films ultra-minces polycationiques d'oxydes (silicates de baryum présentant une interface abrupte avec le substrat).

 

Études de couches minces à base doxycarbonitrures de métaux de transition (Ti, Zr, …)

  • Couches Ti(N,O) pour applications photocatalytiques.
  • Couches minces colorées Ti(C,N,O) pour applications décoratives :
    Caractérisations par spectroscopie électronique, microscopie électronique en transmission et spectroscopie micro Raman de films minces Ti(C,N,O) obtenus par PVD en fonction des paramètres de croissance. Lien avec la couleur de la couche.
  • Fonctionnalisation par impact laser de substrats de titane :
    Caractérisations de couches minces formées par traitement de substrats de titane avec des lasers impulsionnels Nd-YAG (morphologie, structure et composition chimique). Influence des différents paramètres sur l'insertion des éléments légers C, N et O.
  • Revêtements d'outils de coupe :
    Développement de revêtements pour l'amélioration de la résistance à l'usure par abrasion et aux chocs des arêtes de coupe par traitements de surfaces : application en 1ère et 2ème transformation du bois.

 

Apports expérimentaux ou de modélisation autour du synchrotron

 

Optimisation et utilisation de l'effet SERS (spectroscopie Raman exaltée par plasmons de surface)

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Contact

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