Nano-materiaux et Nano-technologies
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Têtes de Sous-projet

• P. Bourson, bourson@supelec.metz.fr [La France]

Liste de projets de Recherche

Objectifs: Le projet a pour objet l'elaboration et la caracterisation de materiaux innovants pour l'optique, l'optoelectronique et les capteurs. Il vise a mettre a profit les nouvelles techniques d'ingenierie moleculaire et de micro et nano structuration de materiaux, pour la mise au point de nouvelles fonctionnalites et de materiaux a hautes performances. Le projet se decline en deux axes : l'etude des nanotubes de Carbone (NTC) ; les nanomateriaux pour l'optique et l'optoelectronique.

Partenaires Francais:

• Laboratoire coordinateur : Laboratoire des Materiaux Optiques, Photonique et Systemes (LMOPS), UMR 7132, Universite Paul Verlaine Metz et Supelec (laboratoire coordinateur).
  
• Institut Jean Lamour : Materiaux-Metallurgie-Nanosciences-Surfaces, represente dans ce projet par le Laboratoire de Chimie du Solide Mineral (LCSM), UMR 7555, UHP Nancy 1
  
• GCOM2 (Groupe de chimie organique et materiaux moleculaires) de Marseille de la region PACA UMR 6114, Universite de la Mediterranee

Partenaires Russes:

• Universite de Moscou, Institute of Crystallography, Russian Academy of Science, cristallographie, croissance de crystaux
  
• Universite de St Petersbourg, Ioffe Institut, St Petersburg, caracterisation dielectrique de materiaux optiques
  
• Moscow Institute of Electronic Technology, Zelenograd, microstructuration du niobate de lithiumen particulier des PPLN, caracterisations optiques
  
• Universite de l'Oural, Ekaterinburg, Inst.Phys.& Appl.Math, microstructurationdu niobate de lithium, caracterisations optiques
  
• D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, elaboration et caracterisation de nanotubes, synthese organique, machines moleculaires, applications bioorganique.
  
• (Compagnie) Optolink Ltd. Zelenograd, elaboration de dispositifs optiques integres
  
• Photochemistry Centre (Moscou) : Synthese de colorants et d'ionophores, microelectronique inorganique (conception et etude de composants), photochimie fondamentale et appliquee, photophysique laser, materiaux, nanomateriaux.
  
• Institute for Problems of Chemical Physics (Chernogolovka) : cristallographie, photochromismes, polymeres conducteurs.
  
• Rostov-on-Don University (Rostov) : photochromisme, photochimie, calculs quantiques.

Description du projet

Etudes des nanotubes de carbone (NTC)

Le projet mene par le laboratoire LCSM de Nancy en collaboration avec les Universites Technique de Moscou et de Mendeleev, concerne l'elaboration de nouveaux composites nanotubes de carbone-polymere et leur caracterisation, en particulier les proprietes mecaniques. Le but de ces nanotubes est leur utilisation dans la detection de gaz, en utilisant les proprietes d'adsorption et de diffusion de molecules deposees sur des NTC avec pour corollaire l'elaboration de capteurs a gaz selectifs et sensibles. Les NTC sont utilises pour leurs proprietes specifiques d'adsorption et de diffusion. La faisabilite de ce projet repose les differentes competences experimentale et theorique, dans les domaines de la croissance et la caracterisation des NTC avec pour but final la realisation de capteurs.

Nanomateriaux pour l'optique et l'optoelectronique

Il a pour objectif l'elaboration, la caracterisation et l'optimisation de materiaux en vue de leurs applications dans des dispositifs en mettant a profit leurs proprietes optiques non lineaires ou electro-optiques. Les materiaux vises pour ces etudes sont a base de niobate de lithium (LN) ou de molecules organiques. Un des axes du projet vise l'etude des systemes organiques conjugues a proprietes conductrices ou semi-conductrices, des systemes organiques conjugues a proprietes optiques lineaires ou non lineaires, des molecules heterocycliques photo-isomerisables capables d'intervenir comme interrupteurs optiques . L'association de ces molecules conduit a des materiaux de taille nanometrique visant des applications en electronique ou optoelectronique. Les competences des laboratoires francais (LMOPS et le GCOM2 (Groupe de chimie organique et materiaux moleculaires) de Marseille-Region PACA) et russes partenaires couvrent les domaines de la conception, fabrication et caracterisation de ces systemes organiques ainsi que leur mise en ?uvre eventuelle dans des dispositifs. Par ailleurs la micro ou la nano structuration du LN ouvre des champs nouveaux d'applications. C'est le cas par exemple des structures de domaines periodiques, des cristaux photoniques, des couches guidantes. Le projet du LMOPS avec les collegues russes, en particulier de Moscou, porte sur l'etude des mecanismes de l'endommagement photorefractif de LN et l'optimisation pour la modulation electro-optique dans les composants integres et les guides d'ondes realises a partir du niobate de lithium. Enfin les structures periodiquement polarisees dans LN (PPLN) permettent d'augmenter les performances dans la conversion de frequence du laser pompe (en general laser Yag). Le controle du pas de la periode permet d'adapter la longueur d'onde generee. Diverses methodes de fabrication et de caracterisation d'un " pas adapte " sont envisagees dans le projet en partenariat entre le LMOPS et l'Universite d'Ekaterinbourg.