Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS)

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Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Limoges
Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle (ENSCI)


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Développement du procédé d’ablation laser pour la synthèse d’agrégats nanométriques et de composites nanostructurés

Contacts

Corinne CHAMPEAUX corinne.champeaux@unilim.fr
Alain CATHERINOT alain.catherinot@unilim.fr


Contexte/objectifs

Les caractéristiques et propriétés d’architectures nanométriques diffèrent de celles de l’atome isolé ainsi que de celles du matériau massif, conduisant à des fonctionnalités exaltées voire nouvelles. La difficulté principale de leur synthèse réside dans un très bon contrôle des caractéristiques physico-chimiques des entités nanométriques et une maîtrise de leur taille et de leur assemblage, éventuellement au sein d’une matrice hôte.

Nous avons conçu, réalisé et mis au point au laboratoire une source d’agrégats nanométriques basée sur l’ablation par laser d’un matériau cible combinée à un jet supersonique qui permet la synthèse de nanoagrégats (1-10 nm de diamètre), de les déposer de façon dispersée sur un substrat ou de réaliser des empilements. Connecté à une enceinte conventionnelle de dépôt par ablation laser (PLD), ce dispositif permet de synthétiser de façon très bien contrôlée des composites nanostructurés d’agrégats d’un matériau A noyés dans une matrice d’un matériau B.

 

Enceinte LECBD
Enceinte LECBD
 
Agrégats et nanostructures réalisables avec le dispositif
 
Nanoagrégats d'argent noyés dans une matrice d'oxyde d'aluminium ((mode (3) ci-contre)
Agrégats et nanostructures réalisables avec le dispositif   Nanoagrégats d’argent noyés dans une matrice d’oxyde d’aluminium
((mode (3) ci-contre)


Activités

L’activité du laboratoire se concentre sur :
  • La réalisation de matériaux nanostructurés pour des applications électroniques ou optiques
  • La compréhension des phénomènes de croissance des structures nanométriques grâce à la mise en œuvre de simulations par dynamique moléculaire


Equipements spécifiques

  • Lasers à excimères KrF (248 nm)
  • Bâtis de dépôt par ablation laser


Publications sélectionnées

  1. F. DUMAS-BOUCHIAT, H.S. NAGARAJA, F. ROSSIGNOL, C. CHAMPEAUX, G. TROLLIARD, A. CATHERINOT, D. GIVORD
    Cobalt cluster-assembled thin films deposited by LECBD ; Structural and magnetic investigations of deposited layers
    Journal of Applied Physics 100, 064304 1-8, 2006

  2. S. RIVES, A. CATHERINOT, F. DUMAS-BOUCHIAT, C. CHAMPEAUX, A. VIDECOQ, R. FERRANDO
    Growth of Co isolated clusters in the gas phase : Experiment and molecular dynamics simulations
    Phys. Rev. B 77, 085407, 2008


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