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.
Bruno DOMENICHINI
Responsable
bruno.domenichini[at]ubfc.fr
Tél : 03 80 39 39 40
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 d’oxydes du 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.
Membres de l’équipe
Domaines d’application
Le contrôle des processus réactionnels ayant lieu à la surface d’un oxyde permet :
- la réalisation de matériaux sous forme de films minces, ultraminces ou de nanostructures supportées,
- la maîtrise des propriétés mécaniques, optiques ou chimiques de ces matériaux.
Ceci permet l’obtention de propriétés nouvelles remarquables susceptibles d’être utilisées dans différentes filières, notamment :
- l’environnement comme capteurs de gaz, agents anti-pollution, …
- l’industrie chimique comme supports de catalyseurs, catalyseurs,
- la micro électronique comme diélectriques à hautes performances, …
- l’énergétique avec les oxydes transparents conducteurs, les cellules solaires, …
- l’industrie du verre pour la fabrication de films autonettoyants,
- l’usinage industriel comme revêtements permettant l’amélioration des performances des outils de coupe, notamment pour la filière bois…
Moyens expérimentaux
- Enceintes d’analyse de surfaces par des techniques de spectroscopie XPS et AES: possibilité d’analyser in-situ l’effet de traitements de surface (bombardements ioniques argon et oxygène, …) ou de réaliser des dépôts de films métalliques ultraminces.
- Module pour la réalisation des films minces par la technique MOCVD et leur étude physico-chimique in-situ par des techniques d’analyse de surfaces (XPS, AES)
- Dispositif pour réalisation des dépôts ALD et MOCVD : Annealsys MC050
- Spectroscopie micro-Raman:
HORIBA T64000:
Laser multiraie Ar-Kr
Microscope confocal
Triple monochromateur (configuration subtractive): analyses jusqu’à 5 cm-1
Haute resolution spectrale
RENISHAW InVia:
Sources laser : 532, 633, 785 nm
Microscope confocal
Imagerie Raman rapide (Streamline)
Filtres ultra basses frequences (BVG): analyses jusqu’à 10 cm-1
- Cellules de traitement thermique in-situ Linkam
Linkam THMS600
Linkam TS1500 - Variable Temperature Scanning Tunneling Microscope (Omicron NanoTechnology) mounted in an Ultra High Vacuum system (base pressure lower than 1×10-10 mbar) equipped with Low Electron Energy Diffraction technique, standard Ion Gun (EX05), gas line and evaporation source.
- Expériences utilisant des Expériences utilisant des synchrotrons : SOLEIL (XANES, EXAFS, photoémission), ELETTRA (photoémission résonante/diffraction de photoélectrons), HASYLAB (Auger résonant), ISA (photoémission résonante).
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