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Département de Recherche Fondamentale
sur la Matière Condensée
DSM/DRFMC
REGARDS SUR 2004
Direction des Sciences de la Matière
C.E.A. Grenoble
Organigramme du Département
Service de Physique des Matériaux
et des Microstructures
SP2M
Service de Physique Statistique, Magnétisme
et Supraconductivité
SPSMS
Service des Basses Températures
SBT
Service de Chimie Inorganique et Biologique
SCIB
Structure et Propriétés d'Architectures
Moléculaires
SPrAM
Spintronique et Technologie des Composants
SPINTEC
Département de Recherche Fondamentale
sur la Matière Condensée
DRFMC
Chef de Département : Jean-Paul DURAUD
Adjoints : Engin MOLVA - Patrice VINCENT
Assistante Europe / Thèses : Hélène ULMER-TUFFIGO
Assistant Chimie : Gérard BIDAN
Ingénieur de Sécurité : Frédéric NÉ
Documentation
Cellule Communication
Responsable : Michel BONNET
Responsable : Annie PESNELLE
PHYSIQUE DES MATERIAUX
ET DES MICROSTRUCTURES
CHIMIE INORGANIQUE
ET BIOLOGIQUE
Chef de Service : Noël MAGNEA
Adjoints : Jean-Michel GERARD
Yves SAMSON
Chef de Service : Pascal MALDIVI
Adjoint : Michel BARDET
PHYSIQUE STATISTIQUE,
MAGNETISME ET
SUPRACONDUCTIVITE
Structure et Propriétés
d'Architectures Moléculaires
Chef de Service :Louis JANSEN
Adjoints : Jean-Pierre SANCHEZ
Bjorn FÅK
Chef de Service : Jean-Pierre TRAVERS
Adjoint : Olivier DIAT
Spintronique et Technologie
des Composants
BASSES
TEMPERATURES
Chef de Service :Jean-Pierre NOZIERES
Adjoint : Bernard DIENY
Chef de Service : Bernard JAGER
Adjoint : Alain GIRARD
Organigramme à la date du 1er avril 2005
CEA de Grenoble - DRFMC
17 Rue des Martyrs
38054 GRENOBLE Cedex 9 France
Tél : (33) 04 38 78 38 04
Fax : (33) 04 38 78 51 53
COOPERATION SCIENTIFIQUE AVEC LE JAPON
A. Pesnelle - DRFMC - [email protected]
L’accord de coopération scientifique JAERI / ITU / CEA pour des recherches fondamentales sur les composés d’actinides (uranium et transuraniens) a
été signé le 11 mars 2004, à Grenoble au DRFMC, en présence des partenaires: H.Yasuoka et A. Nakamura respectivement directeur de l’ASRC et program manager (ASRC-JAERI), G. Lander directeur de l’ ITU, F. Wastin program manager (ITU), F. Gounand directeur des sciences de la matière (DSM),
J.P. Duraud chef du DRFMC, L. Jansen et J.P. Sanchez respectivement chef du SPSMS et program manager (DRFMC-SPSMS)
Cet accord, à l’initiative de JAERI, a pour but de renforcer la collaboration entre les trois partenaires travaillant sur la physique des composés d’actinides (magnétisme-supraconductivité, points critiques quantiques, etc). Il consiste essentiellement à harmoniser les programmes de recherche, à faciliter les
échanges de chercheurs et à organiser des réunions annuelles dans un des pays partenaires où l’on présentera et discutera les résultats obtenus.
JAERI: Japan Atomic Energy Research Institute
ASRC: Advanced Science Research Center
ITU: Institute for Transuranium Elements - European Commission - Joint Research Centre
DSM: Direction des Sciences de la Matière au CEA
DRFMC: Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée
SPSMS: Service de Physique Statistique, Magnétisme et Supraconductivité.
LE VISITING COMMITTEE DU CEA AU DRFMC
Engin Molva - DRFMC - [email protected]
Le DRFMC a participé activement au dernier “Visiting Committee” du CEA sur le thème des micro et nanotechnologies pour l’information et la communication. Le comité était constitué de personnalités scientifiques, dont trois prix Nobel de physique et une médaille Fields: C. Rubbia, B. Richter, H.
Stormer, J. Kirchner, S. Haroche, T. Ebessen, H. Iwai et P.-L. Lions.
Le 5 avril à Saclay, le DRFMC a présenté avec le DRECAM des sujets de recherche fondamentale liés à ce thème, dont l’électronique de spin et le
nanomagnétisme par B. Diény, les nanostructures de silicium par M. Sanquer, la photonique silicium par E. Hadji et les sources de photons quantiques par
B. Gayral. Les 6 et 7 avril, le comité a découvert les micro et nanotechnologies à Grenoble. Après
une présentation générale de nos recherches dans ce domaine, le comité a visité nos activités en
micro et nano-photonique: les boîtes quantiques nitrures par E. Monroy et B. Daudin, la spectroscopie de boîte unique par K. Kheng, l’ingénierie de bande interdite photonique par V. Calvo, les
EMIR (émetteurs IR à microcavité) par E. Hadji.
Le comité a beaucoup apprécié la qualité des recherches en nanosciences, tant à Saclay qu’à
Grenoble. Sur la thématique choisie, le CEA est perçu comme une passerelle entre le monde de
la recherche et le monde industriel. L’interface forte entre le LETI et l’alliance ST-Philips-Motorola a
été remarquée. Parmi les conclusions, le comité a recommandé, en particulier, de renforcer les
activités de recherche fondamentale et les liens avec la recherche appliquée dans ce domaine.
.
CEA-GRENOBLE
SERVICE DE PHYSIQUE
DES MATERIAUX ET
DES MICROSTRUCTURES
SP2M
Service de Physique des Matériaux
et des Microstructures
(SP2M)
Les thématiques des laboratoires constituant le Service de Physique des Matériaux
et des Microstructures portent sur l’étude des propriétés physiques de nanostructures
magnétiques et semi-conductrices pour des applications en spintronique, photonique
et nano électronique. Ces travaux de recherche s’appuient sur un fort potentiel pour
contrôler la fabrication des nanostructures et en comprendre les propriétés
structurales et électroniques originales qui découlent de leurs faibles dimensions.
L’année 2004 aura été marquée par l’obtention de nombreux résultats originaux sur
les nanostructures, en photonique et en nano magnétisme.
-
-
Mise en ordre chimique de la phase L10 de l’alliage antiferromagnétique
PtMn.
Calcul de l’anisotropie magnétique d’agrégats icosaédrique de Co
Croissance épitaxiale de barrière tunnel de MgO pour l’injection de spin.
Croissance auto organisée de boîtes quantiques et de fils de Ge sur des
substrats nanostructurés.
Croissance de boîtes quantiques de CdSe sur ZnTe.
Structure locale (contraintes, composition chimique) de nano fils de InAs et de
boîtes quantiques GaN déterminée par diffraction anomale.
Observation du dégroupement de photon dans des nano cristaux isolés de
CdSe par mesure de corrélations de photons.
Observation de l’effet Purcell sur des boîtes quantiques de CdSe.
Observation en champ proche optique des modes propres de µcavités à
cristaux photoniques.
Etudes magnéto-optiques d’un spin isolé dans une boîte unique de CdTe :
Mn.
Etudes des modes de galerie dans des µdisques SiOX dopés erbium.
L’année 2004 a vu le lancement de deux projets d’envergure. Le premier concerne la
mise en place dans le cadre de MINATEC, d’une plate-forme de microscopie
électronique avancée regroupant plusieurs microscopes électroniques à transmission
dont un appareil de la dernière génération pour le développement de l’holographie
électronique. Le deuxième projet sur les nano fils de semi-conducteurs doit permettre
au SP2M de lancer des programmes novateurs et ambitieux sur les propriétés de
transport et optiques de systèmes 1D et leurs applications en optique, électronique et
capteurs bio-chimiques.
MATIÈRE CONDENSÉE : VOIR UN SPIN UNIQUE
Henri Mariette - SP2M - [email protected]
La méthode classique pour stocker de
l’information numérique est l’utilisation de
matériaux magnétiques: soit on modifie la
phase du matériau (CD et DVD), soit on
oriente son aimantation par un champ
magnétique (disques durs). Une idée alternative est d’introduire des éléments
magnétiques dans un semiconducteur: on
peut, par exemple, localiser les moments
magnétiques dans des objets de très petite
taille (boîtes quantiques*) et interagir avec
eux en appliquant une tension électrique
(c’est à dire par injection d’excitons* dans
le semiconducteur). Pour étudier cette possibilité, nous avons isolé une seule boîte
quantique de semiconducteur contenant
un seul ion magnétique et un seul exciton.
un ensemble de boîtes quantiques contenant
chacune un seul ion magnétique, la réponse
globale à une excitation sera également une
moyenne. Dans ce cas, c’est la dispersion en
taille des boites quantiques qui modifie l’énergie des photons émis.
Afin d’observer le comportement d’un
unique spin magnétique dans un solide, le seul
moyen est d’isoler un exciton près d’un seul ion
magnétique. Nous avons confiné l’exciton
dans une boîte quantique de CdTe contenant
un seul ion de manganèse (voir Fig.1). Ce type
de boîte dopée a été fabriqué et étudié en collaboration avec le Laboratoire de Spectrométrie Physique (CNRS-UJF/Grenoble).
L’exciton et la boîte
Une ou plusieurs boîte(s), un ou
plusieurs ion(s) ?
Une boîte quantique contenant plusieurs
ions magnétiques est aisément élaborée. Elle
peut être “excitée” par un photon: celui-ci se
transforme dans la matière en exciton. Cet
exciton diffuse (dans l’espace restreint de la
boîte) et peut se recombiner en émettant de la
lumière. La présence de plusieurs ions magnétiques implique un champ magnétique local
variable dans la boite; l’exciton émettra un
photon d’énergie variable suivant l’endroit où
il s’est recombiné. Au final, la mesure du spectre de photoluminescence* traduit donc les
effets moyens dûs aux interactions entre les
moments magnétiques des différents ions. Par
conséquent, il n’est pas possible d’avoir une
information sur le couplage entre l’exciton et
un ion individuel.
Le spectre de photoluminescence d’une
boîte unique, sans ion à l’intérieur, est composé d’une seule raie fine. Celle-ci correspond à
la recombinaison d’un seul électron de spin
1/2 avec un seul trou de spin 3/2, formant un
exciton de spin 1.
L’ion, l’exciton et la boîte
Si on ajoute un ion de manganèse dans la
boîte, le spectre est modifié : six raies fines
Dans le même ordre d’idée, si on imagine
sont observées (voir Fig.2). Ces raies traduisent
l’interaction entre l’exciton (qui est une particule de spin 1) et le manganèse de spin 5/2.
Initialement, l’aimantation de l’ion manganèse
est aléatoire. L’exciton équivaut à un champ
magnétique local (de 1.5 Teslas). Le moment
magnétique de l’ion s’oriente sous l’effet de ce
champ, il peut prendre 2S+1=6 orientations
différentes. A chaque orientation correspondra
une énergie du photon émis, et donc une raie
dans le spectre.
Vers la spintronique
L’état d’aimantation de l’ion varie au cours
du temps de manière statistique, c’est pourquoi
nous mesurons les six raies du spectre. Si l’on
est capable de fixer l’aimantation du manganèse selon une direction précise, l’exciton
devient un moyen de la lire (une seule raie
serait alors détectée). Ceci pourrait être un
nouveau mode de lecture de mémoires magnétiques pour la spintronique du futur.
Boîte quantique
Une boîte quantique est un objet de
taille nanométrique, dans laquelle un
exciton, créé par une impulsion laser,
peut être confiné. C’est un nano-objet utilisé comme un outil pour (i) localiser précisément des particules, (ii) induire une
forte interaction entre elles, et (iii) détecter optiquement les différents états quantiques qui les relient.
Exciton
Un électron libre et sa contre-partie
chargée positivement – un trou – forment
une paire appelée exciton, dont la durée
de vie est limitée.
Photoluminescence
Fig1: Ceci n’est pas un sol lunaire, mais une
image AFM de boîtes quantiques de CdTe très
dispersées (5.109 boîtes/cm2). Chaque boîte
mesure une dizaine de nanomètres.
Fig. 2 : Un exciton s’approche d’un ion magnétique unique localisé dans la boîte et lui transfère
son énergie. Le niveau d’énergie initial de l’ion
est alors séparé en six. La désexcitation de cet ion
se traduit par l’émission d’un photon à partir d’un
des six niveaux. Si on répète n fois la mesure, on
obtient le spectre ci-dessus, qui contient six raies.
Lorsqu’un électron et un trou se
recombinent, un photon peut être créé.
Son énergie dépend des propriétés de la
boite quantique (dopage, taille, nature du
semi-conducteur,...)
Comité de rédaction : J.P. Duraud, E. Molva, A. Pesnelle (DIR), C. Baraduc (SPINTEC), P. Dalmas de Réotier (SPSMS), Th. Douki (SCIB),
D. Jalabert (SP2M), S. Lyonnard (SI3M), R. Vallcorba (SBT) - Secrétaire de rédaction : C. Bellavia (DIR) tél. 04 38 78 47 78
UN CHAUFFAGE DE POINTE
Y. Samson - SP2M - [email protected]
La progression des densités d’enregistrement de données se heurte à des difficultés croissantes dans les technologies actuellement établies (disque dur magnétique, optique…). De simples pointes, semblables à celles des microscopes à force atomique permettent d’ atteindre des densités autrement inimaginables, mais présentent aussi les
meilleures perspectives en terme d’intégration au sein de dispositifs où des matrices de pointes sont utilisées en parallèle pour assurer un débit de données élevé.
Avec nos collègues du LETI/DOPT, nous avons développé une technologie originale, reposant sur l’enregistrement et la lecture électrique d’informations sur un média à changement de phase (cristallisation/amorphisation):
GeSbTe, matériau actuellement utilisé dans les media optiques réinscriptibles (CD, DVD). Nous proposons d’utiliser
le contraste de résistivité électrique entre ces deux phases (de l’ordre de 103 !). La cristallisation locale de la phase
Schéma de principe et matrice de
points mémoires à
155 Gbit/cm2.
initialement amorphe est induite par l’effet Joule associé au passage d’un courant injecté depuis une pointe conductrice amenée au contact du média. La
lecture est réalisée par mesure locale de la résistivité électrique. Les points forts de cette approche sont : des densités démontrées très élevées (200
Gbit/cm2 ; actuellement un disque dur contient 10 Gbit/cm2), une consommation énergétique extraordinairement faible (toute l’énergie, 0.1 nJ/bit, est
efficacement dissipée dans le volume du bit), une géométrie de pointe très simple assurant une intégration peu coûteuse. Une application possible pourrait être des disques durs amovibles pour les caméras ou appareils photo numériques. En novembre 2003, ces travaux ont obtenu le premier prix de la
Fondation Rhône-Alpes Futur dans la catégorie “Technologies de l’Informa-tion”.
BOÎTES QUANTIQUES DOPÉES : ET LA LUMIÈRE FUT...
Bruno Daudin - SP2M - [email protected]
Les ions de terres rares présentent des propriétés de luminescence dans le visible (rouge: Europium, bleu: Thulium, vert: Terbium) caractérisées par des
raies fines et peu sensibles à l’environnement structural qui en font des candidats potentiels pour la réalisation de diodes électroluminescentes.
Depuis plus d’un an, en collaboration avec l’entreprise japonaise NGK Insulators, nous étudions l’incorporation d’ions de terres rares dans des boîtes quantiques de GaN et de GaInN pour réaliser des diodes
plus efficaces que les LED existantes basées sur les puits quantiques. L’idée de base consiste à contrôler la
localisation spatiale des porteurs (électrons et trous) et des ions de terres rares pour augmenter l’efficacité de
luminescence de ces derniers. La boîte quantique dopée joue ce rôle de piégeage des porteurs qui permet
d’augmenter considérablement la probabilité d’excitation des ions de terres rares responsable de l’émission
lumineuse. Elle concurrencera à terme les diodes à base de puits quantiques d’InGaN.
Nous avons déjà démontré la possibilité de réaliser du rouge (Eu) et du bleu (Tm). La figure présente les
a
b avec du Tb. L’étape suipremiers résultats de lumière verte obtenue en dopant des boîtes quantiques de GaN
vante consistera à combiner les différentes terres rares afin de réaliser une structure émettant de la lumière
blanche.
.
CEA-GRENOBLE
Photoluminescence de boîtes quantiques de GaN dopées au Tb.
L’échantillon est maintenu au moyen
d’une pince dans le faisceau laser
(YAG quadruplé, 266 nm) qui est utilisé pour créer des porteurs.
GOUTTES D’EXCITONS
N. Pauc - SP2M - [email protected]
Dans certains semiconducteurs comme le silicium, les paires électron-trou générées par excitation lumineuse ont une durée de vie suffisamment longue pour
former une phase condensée ayant toutes les propriétés d’un liquide. Ce comportement original porte le nom de condensation de Fermi- Dirac. Celle-ci résulte
des interactions coulombiennes multiples entre particules chargées qui assurent la cohésion du fluide quantique.
Il est possible d’accéder simplement aux propriétés de cette phase condensée en analysant la lumière émise lors de la recombinaison radiative des paires
électron-trou constituant le liquide. Nous avons montré récemment par ces techniques de spectroscopie optique qu’il était possible de confiner spatialement le
liquide dans un film mince de silicium entouré de barrières en silice réalisant un puits quantique. Pour de très faibles densités de porteurs, les excitons générés
par l’absorption d’un faisceau laser ultraviolet interagissent très fortement et se condensent en fines gouttelettes dont les plus petites sont probablement des sphères de diamètre égal à l’épaisseur du film. Lorsque l’on augmente la densité de paires en élevant la puissance d’excitation, les gouttes voient tout d’abord leur
volume s’accroître progressivement puis elles coalescent et finalement remplissent le puits. Cette augmentation de taille se manifeste par un déplacement vers les
basses énergies de la raie de recombinaison radiative (voir figure). En effet, on peut considérer les gouttes comme des boîtes quantiques confinées par le potentiel harmonique tridimensionnel résultant des interactions entre particules. Dans ce modèle le décalage vers les basses énergies traduit l’abaissement du confinement quantique à l’intérieur de la goutte lorsque sa taille augmente.
Dans la plupart des matériaux à propriétés physiques exceptionnelles comme, par exemple, les cuprates supraconducteurs à haute température critique ou
les manganites à magnéto-résistance colossale, la compréhension des mécanismes fondamentaux fait appel à la compétition entre les différents degrés de liberté de charge, structuraux et magnétiques. Dans certains cas, cette compétition peut coupler les degrés de liberté et générer des fonctions de corrélation hybrides : par exemple, celles de type spin-réseau qui résultent de fortes interactions magnéto-élastiques. La diffusion inélastique de neutrons polarisés permet d’accéder à ces couplages à condition de mesurer les composantes de la polarisation des neutrons diffusés qui sont transverses par
rapport à celle des neutrons incidents.
Le premier dispositif d’analyse de polarisation à 3 dimensions, appelé CRYOPAD (cryogenic polarisation analysis device), a été conçu à l’ILL il y a une dizaine d’années, en vue d’applications essentiellement en diffraction, c’est-à-dire en diffusion élastique. Durant ces trois dernières années, en collaboration avec l’ILL et dans le cadre d’un réseau européen, nous avons
optimisé un CRYOPAD pour la diffusion inélastique des neutrons.
Ce nouveau dispositif vient d’être monté sur le spectromètre IN22. Il mesure les composantes transverses de la polarisation neutronique avec une précision de l’ordre de 0.2%, ce qui
devrait permettre de détecter ces fameuses fonctions de corrélation hybrides.
Thèses soutenues en 2004
R. DIANOUX
Injection et detection de charges dans des nanostructures semiconductrices par microscopie à
force atomique
Grenoble
F. ENJALBERT
Etude des hétérostructures semi-conductrices III-nitrures et application au laser UV pompé
par cathode micropointes
Grenoble
N. GOGNEAU
Croissance de boites quantiques GaN/AlN auto-organisées par épitaxie par jets moléculaires
assistée par plasma
Grenoble
F. LEROY
Diffusion centrale des rayons X en incidence rasante appliquée à l'étude de la croissance de
nanostructures: vers la croissance auto-organisée
Auditorium de l'ESRF Grenoble
N. PAUC
Condensation d'excitons dans les nanostructures de silicium
CNRS Grenoble
E. SARIGIANNIDOU
Microscopie électronique et nanostructures des nitrures
Grenoble
Articles
C. ADELMANN, B. DAUDIN, R. A. OLIVER, G. A. D. BRIGGS, R. E. RUDD
Nucleation and growth of GaN/AlN quantum dots
Physical Review B, 70, 125427 (2004)
K. AIT MANSOUR, D. DENTEL, J. L. BISCHOFF, L. KUBLER, M. DIANI, A. BARSKI, M. DERIVAZ ,
P. NOÉ
Ge quantum dots on a large band gap semiconductor: the first growth stages on 4H-SiC(0001)
Physica E, 23, 428 (2004)
R. AL-KURDI, D. GULINO-DEBRAC, L. MARTEL, J. F. LEGRAND, A. RENAULT, E. HEWAT,
C. VENIEN-BRYAN
A soluble VE-cadherin fragment forms 2D arrays of dimers upon binding to a lipid monolayer
Journal of Molecular Biology, 337, 881-892 (2004)
J. P. ATTANÉ, Y. SAMSON, A. MARTY, J. C. TOUSSAINT, G. DUBOIS, A. MOUGIN, J. FERRE
Magnetic domain wall propagation unto the percolation threshold across a pseudo rectangular
disordered lattice
Physical Review Letters, 93, 257203 (2004)
E. BELLET-AMALRIC, C. ADELMANN, E. SARIGIANNIDOU, J. L. ROUVIÈRE, G. FEUILLET, E. MONROY,
B. DAUDIN
Plastic strain relaxation of nitride heterostructures
Journal of Applied Physics, 95(3), 1127-1133 (2004)
L. BESOMBES, Y. LEGER, L. MAINGAULT, D. FERRAND, J. CIBERT , H. MARIETTE
Probing the spin state of a single magnetic ion in an individual quantum dot
L. BESOMBES, L. MARSALL, H. MARIETTE
Excited states and multi-exciton complexes in single CdTe quantum dots
Europhysics Letters, 65, 144 (2004)
G. BEUTIER, A. MARTY, K. CHESNEL, M. BELAKHOVSKY, J. C. TOUSSAINT, B. GILLES, G. VAN DER
LAAN, S. P. COLLINS, E. DUDZIK
Soft X-ray resonant magnetic scattering from FePd thin films: a study of the micromagnetic
components
Physica B, 345, 143 (2004)
O. BICHET, C. D. WRIGHT, Y. SAMSON, S. GIDON
Local characterization and transformation of Phase-Change Media by scanning thermal
probes
Journal of Applied Physics, 95, 2360 (2004)
G. BISOGNIN, D. DE SALVADOR, C. MATTEVI, M. BERTI, A. V. DRIGO, G. CIATTO,
L. GRENOUILLET , H. MARIETTE
Determination of lattice parameter and N lattice location in InGaNAs and GaNAs epilayers
J. BLEUSE, S. CARAYON, P. REISS
Optical properties of core/multishell CdSe/Zn(S,Se) nanocrystals
Physica E, 21 (2-4), 331-5 (2004)
M. BRUN, N. CHEVALLIER, A. DREZET, S. HUANT, H. MARIETTE, M. STARK, F. TINJOD ,
J. C. WOEHL
Carrier-diffusion-limited remote optical addressing of single quantum dots
Physica E, 21, 219 (2004)
M. BRUN, A. DREZET, H. MARIETTE, N. CHEVALLIER, J. C. WOEHL , S. HUANT
Remote optical adressing of single nano-objects
V. CHAMARD, T. SCHULLI, M. SZTUCKI, T. H. METZGER, E. SARIGIANNIDOU, J. L. ROUVIERE,
M. TOLAN, C. ADELMANN, B. DAUDIN
Strain distribution in nitride quantum dot multilayers
K. CHESNEL, M. BELAKHOVSKY, A. MARTY, G. BEUTIER, G. VAN DER LANN, S. P. COLLINS
Polarization effects in x-ray resonant magnetic scattering patterns from striped FePd films
Physica B, 345, 148 (2004)
K. CHESNEL, M. BELAKHOVSKY, G. VAN DER LAAN, G. BEUTIER, A. MARTY, F. LIVET
Tracking the reversal processes in nanostructures by magnetic speckles
K. CHESNEL, G. VAN DER LAAN, M. BELAKHOVSKY, F. LIVET, A. MARTY, S. P. COLLINS,
A. HAZNAR
Hysteresis effect in FePd magnetic stripes studied by magnetic speckles in coherent sof x-ray
resonant scattering
J. Synchrotron Rad., 11, 469-475 (2004)
L. CLÉMENT, R. PANTEL, L. F. KWAKMAN, J. L. ROUVIÈRE
Strain measurements by Convergent Beam Electron Diffraction: importance of the stress
relaxation in lamella preparations
Applied Physics Letters, 85, 651-653 (2004)
B. CLUZEL, D. GÉRARD, E. PICARD, T. CHARVOLIN, V. CALVO, E. HADJI, F. FOURNEL
Experimental demonstration of Bloch mode parity change in photonic crystal waveguide
M. E. COUPRIE, M. BELAKHOVSKY, B. GLIQUIN, D. GARZELLA, M. JABLONKA, F. MEOT, P. MONOT,
A. MOSNIER, L. NAHON , A. ROUSSE
A French proposal for an innovative accelerators based coherent UV-X-ray source
Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a, 528, 557-561 (2004)
C. COUTEAU, S. MOEHL, J. SUFFCZYNSKI, J. GAJ, F. TINJOD, J. M. GÉRARD, K. KHENG ,
H. MARIETTE
Photon correlations and cross-correlations from a single CdTe/ZnTe quantum dot
Acta Physica Polonica A, 106, 169-176 (2004)
R. T. COX, V. HUARD, C. BOURGOGNON, K. SAMINADAYAR, S. TATARENKO , R. B. MILLER
Oscillator strengths for neutral, charged and scattered excitons in CdTe quantum wells
containing a 2-D electron gas
Acta Physica Polonica, 106, 287-198 (2004)
R. T. COX, R. B. MILLER, K. SAMINADAYAR, T. BARON
Trions, excitons and scattering states in multiple quantum wells with a variable concentration
electron gas
Physical Review B, 69, 235303, (2004)
B. DAUDIN, C. ADELMANN, N. GOGNEAU, E. SARIGIANNIDOU, E. MONROY, F. FOSSARD ,
J. L. ROUVIÈRE
GaN quantum dots by molecular beam epitaxy
Physica E, 21, 540-545 (2004)
B. DAUDIN, N. GOGNEAU, C. ADELMANN, E. SARIGIANNIDOU, T. ANDREEV, E. MONROY,
F. FOSSARD, J. L. ROUVIÈRE, Y. HORI, X. BIQUARD, D. JALABERT, L. S. DANG, M. TANACA,
O. ODA
Structural and optical properties of GaN quantum dots
Material Research Society Symposium Proc., 798, Y4.7, 1-6 (2004)
B. DECAMPS, L. PRIESTER, J. THIBAULT
On the core localization of grain boundary extrinsic dislocations in nickel
Advanced Engineering Materials, 6, 814-818 (2004)
M. DERIVAZ, P. NOÉ, R. DIANOUX, A. BARSKI, A. COATI, Y. GARREAU , C. ALANDI
Grazing incidence X-ray diffraction and atomic force microscopy investigations of germanium
dots grown on silicon (001) by successive depositions of germanium through a thin silicon
oxide layer
Applied Physics Letters, 84, 3295 (2004)
J. FASSBENDER, D. RAVELOSONA, Y. SAMSON
Tailoring magnetism by light ion irradiation
Journal of Physics D : Applied Physics, 37, R179-R196 (2004)
I. FAVERO, G. CASSABOIS, D. DARSON, C. VOISIN, J. TIGNON, C. DELALANDE, P. ROUSSIGNOL,
R. FERREIRA, J. M. GÉRARD
Huang-Rhys side-bands in the emission line of a single InAs quantum dot
Physica E, 21, 336 (2004)
I. FAVERO, G. CASSABOIS, R. FERREIRA, D. DARSON, C. VOISIN, J. TIGNON, C. DELALANDE,
G. BASTARD, P. ROUSSIGNOL, J. M. GERARD
Acoustic phonon sidebands in the emission line of single InAs/GaAs quantum dots
F. FOSSARD, J. BRAULT, N. GOGNEAU, E. MONROY, F. ENJALBERT, L. S. DANG,
E. BELLET-AMALRIC, S. MONOYE, H. MANK, B. DAUDIN
Direct growth of high quality GaN by plasma assisted molecular beam epitaxy on 4H-SiC
substrates
Material Science Forum, 457-460, 1577-1580 (2004)
F. FOSSARD, N. GOGNEAU, E. MONROY, L. S. DANG, S. MONNOYE, H. MANK , B. DAUDIN
Photoluminescence of GaN/AlN quantum dots grown on SiC substrates
S. FOUNTA, N. GOGNEAU, E. MARTINEZ, G. FERRO, Y. MO NTEIL, B. DAUDIN , H. MARIETTE
Control of the 2D/3D transition of cubic GaN/AlN nanostructures on 3C-SiC epilayers
M. C. FROMENT, P. LECANTE, M. J. CASANOVE, P. BAYLE-GUILLEMAUD
Structural study of bimetallic Co-xRh-1-x nanoparticles size and composition effects
J. GAVILLET, J. THIBAULT, O. STEPHAN, H. AMARA, A. LOISEAU, C. BICHARA, J. P. GASPARD ,
F. DUCASTELLE
Nucleation and growth of single wall nanotubes: the role of metallic catalyst
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S. P. COLLINS, F. OTT
Couplage magnétique entre deux couches FePd d'anisotropies magnétiques
J. BORME, A. MOUGIN, Y. SAMSON, P. BAYLE-GUILLEMAUD, A. MARTY, J. FERRE
Exchange bias in epitaxial Fe/PtMn: angular properties and competition between
magnetocristalline and unidirectionnal anisotropy
J. BORME, A. MOUGIN, Y. SAMSON, R. STAMPS, P. BAYLE-GUILLEMAUD, A. MARTY, B. HENNION
Couplage d'échange dans des Fe/MnPt
J. BORME, A. MOUGIN, R. STAMPS, Y. SAMSON, P. BAYLE-GUILLEMAUD, A. RUDOLF, A. MARTY,
J. FERRÉ
Experimental and numerical insight onto the competition between magnetocrystalline and
unidirectional anisotropies in exchange biase thin layers (Fe(FeNi)/PtMn)
MMM Conference (2004) Jacksonville (USA)
P. BOUCAUD, S. SAUVAGE, F. BRAS, G. FISHMANN, J. M. ORTEGA, J. M. GÉRARD
Pump probe analysis of the polaron decay in InAs/GaAs self-assembled quantum dots
QD 2004 (2004) Banff (Canada)
D. CALISTE, T. DEUTSCH, S. GOEDECKER , F. LANÇON
Simulating SiGeC: from ab initio to Monte Carlo
GDR DFT 2004 (2004) La Londe les Maures (France)
G. CASSABOIS, I. FAVERO, C. VOISIN, C. DELALANDE, P. ROUSSIGNOL, J. M. GÉRARD
Giant optical anisotropy in single InAs quantum dots
B. CLUZEL, D. GÉRARD, E. PICARD, T. CHARVOLIN, V. CALVO, E. HADJI, F. DE FORNEL
Far-and near-field characterization of a photonic crystal based microcavity on silicon-oninsulator
Photonics Europe Spie (2004) Strasbourg (France)
B. CLUZEL, D. GÉRARD, E. PICARD, T. CHARVOLIN, V. CALVO, E. HADJI, F. DE FORNEL
Bloch mode coupling investigation in silicon-on-insulator W1 photonic crystal waveguide
Photonic Europe (2004) Strasbourg (France)
B. CLUZEL, E. PICARD, T. CHARVOLIN, V. CALVO, E. HADJI, D. GÉRARD, F. DE FORNEL
Near field probing of mode coupling and resonance dyamics in photonic band gap material
E-MRS (2004) Strasbourg (France)
C. COUTEAU, S. MOEHL, F. TINJOD, J. SUFFCZYNSKI, R. ROMESTAIN, J. GAJ, J. M. GÉRARD,
K. KHENG, J. P. POIZAT
Photon correlations from a single CdTe/ZnTe quantum dot
Summer school on the Physics of Semiconducting Compounds (2004) Jaszowiec (Pologne)
R. COX, K. KHENG, K. SAMINADAYAR, R. MILLER, T. BARON
Excitonic oscillator strengths in quantum wells containing a 2-D electron gas
CPS 27 (2004) Flagstaff (U.S.A.)
R. T. COX
Oscillator strength for neutral, charged and scattered excitons in CdTe quantum wells
containing a 2-D electron gas
Workshop on Optical Properties of 2D systems with interacting carriers (2004) Varsovie
(Pologne)
U. DAHMEN, C. HETHERINGTON, T. RADETIC, F. LANÇON, J. M. PÉNISSON, D. MEDLIN, E. JOHNSON
Electron microscopy observations on special boundaries and their junctions
IIB 2004 (2004) Belfast (Ireland)
J. F. DAMLENCOURT, B. VANDELLE, B. CLUZEL, B. CALVO, S. DAVID, J. M. HARTMANN,
J. M. FEDELI, T. BILLON
RP-CVD grown Ge islands for 1.3-1.6 um photodetection
Electro-Chemical Society (ECS) (2004) Honolulu (Hawaii)
P. DE PERSON, R. MATTANA, B. GILLES, P. WARIN, M. JAMET, Y. SAMSON
Spin injection from a ferromagnetic metal into II/VI semiconductors
MMM Conference (2004) Jacksonville (USA)
P. DE PERSON, P. WARIN, M. JAMET, Y. SAMSON
Injection de spin dans des hétérostructures métal ferromagnétique/semiconducteur III-V
Journées de la Matière Condensée (2004) Nancy (France)
M. DERIVAZ, R. DUJARDIN, R. DIANNOUX, P. NOÉ, A. BARSKI
Silicon interdiffusion into germanium dots grown through a very thin dielectric layer on
Si(001)
NANO 8 (2004) Venise (Italie)
M. DERIVAZ, P. NOÉ, R. DIANOUX, R. DUJARDIN, A. BARSKI, A. COATI, Y. GARREAU
Etude en GIXD des propriétès structurales de boites de germanium déposées sur Si(001) à
travers SiO2
JSI 2004 (2004) Mulhouse (France)
R. DIANOUX, H. J. H. SMILDE, N. BUFFET, D. MARIOLLE, P. MUR, R. DUJARDIN, A. BARSKI,
A. MARCHI, F. COMIN, J. CHEVRIER
Injection et détection de charges dans des nanostructures semiconductrices par microscopie à
force électrostatique
Forum des Microscopies à Sonde Locale (2004) Ax-les-Thermes (France)
J. EYMERY
Croissance épitaxiale de Ge sur des substrats nanostructures
Journées Surface et Interface (2004) Mulhouse (France)
I. FAVERO, R. FERREIRA, G. CASSABOIS, C. VOISIN, C. DELALANDE, G. BASTARD, P. ROUSSIGNOL,
J. M. GÉRARD
Beyond the two-level atom model: acoustic phonon sidebands in single InAs quantum dots
F. FOURNEL, J. MÉZIÈRE, P. PERREAU, J. EYMERY, P. GENTILE, A. PASCAL
Utilisation de collage moléculaire pour nanostructurer une surface de silicium
JMC9 (2004) Nancy (France)
F. FOURNEL, J. MÉZIÈRE, P. PERREAU, E. J, P. GENTILE, F. LEROY
Nanometric silicon surface patterning by using direct wafer bonding
D. FRUCHART, M. ELEOUI, J. VOGEL, S. CHERIFI, J. C. TOUSSAINT, C. MEYER, W. WERNSDORFER,
F. CHEYNIS, P. O. JUBERT, A. LOCATELLI, S. HEUN, A. BALLESTRAZZI, R. HERTEL, Y. SAMSON ,
D. MAILLY
Self-assembly and self-organization of magnetic dots and stripes : from surfaces to functional
magnetic materials
14th International Conference on Crystal Growth, 12th International Conference on Vapor
Growth and Epitaxy (2004) Grenoble (France)
J. P. GARAY, J. M. GÉRARD, E. GUERRERO, F. ENJALBERT, F. ROL, S. FOUNTA, R. COX, B. GAYRAL,
H. MARIETTE, L. S. DANG , L. FERLAZZO
Study of isolated GaN quantum dots by low-temperature cathodoluminescence
P. GENTILE, A. BARSKI, M. DERIVAZ, R. DUJARDIN, P. NOÉ
Etude STM de nanostructures de Si réalisées sur en épitaxie latérale sur des oxydes ultraminces
Forum des Microscopies à sonde locale 2004 (2004) Ax les Thermes (France)
P. GENTILE, J. EYMERY, F. LEROY, D. BUTTARD, T. SCHULLI, F. FOURNEL
Morphology and strain of Ge quantum dots grown on nano-patterned Si(001) substrate
P. GENTILE, J. EYMERY, F. LEROY, F. FOURNEL, J. MEZIERE, P. PERREAU
Germanium growth on nanopatterned surface studied by STM
ICCG (2004) Grenoble (France)
P. GENTILE, F. LEROY, J. EYMERY, F. FOURNEL
Etude STM de croissance de germanium sur surfaces nanostructurées
Forum des microscopies à sonde locale 2004 (2004) Ax les Thermes (France)
J. M. GÉRARD
MBE growth and optical spectroscopy of self-assembled quantum dots
Summerschool fabrication, manipulation and spectroscopy of nanostructures (2004) Porquerolles
(France)
J. M. GÉRARD
Quantum dots self-assembling: recent developments and novel application prospects
International Conference on Crystal Growth (ICCG14) (2004) Grenoble (France)
J. M. GÉRARD
Quantum dots in microcavities: controlling spontaneous emission
Summerschool Quantum dots: physics and devices (2004) Ascona (Suisse)
J. M. GÉRARD
Quantum optics with quantum dots
European school on nanosciences and nanotechnologies (ESONN'04) (2004) Grenoble (France)
J. M. GÉRARD
Quantum dot single photon sources
2nd STAR workshop on "Control of Light-Matter Interaction in Semiconductor Nanostructures"
(2004) Autrans (France)
J. M. GÉRARD
Semiconductor quantum dots: artificial atoms for quantum optics (plenary)
5th International workshop on semiconductor quantum structures (2004) Séoul (Corée)
J. M. GÉRARD
Spontaneous emission control in optoelectronic devices
OMNT Seminar on "micro an nanophotonic integrated circuits" (2004)
J. M. GÉRARD, C. COUTEAU, I. ROBIN, S. MOEHL, K. KHENG, R. ANDRÉ, J. P. POIZAT
Sources de photons uniques à boîtes quantiques
Journées Nanophysique et nanotechnologie en région Rhône-Alpes (2004) Grenoble (France)
J. M. GÉRARD, B. GAYRAL
Quantum dots and microcavities
Summerschool Nanophotonics (2004) Cargèse (France)
P. GILLIOT, S. CRONENBERGER, Y. VIALE, M. GALLART, G. HONERLAGE, K. KHENG , H. MARIETTE
Time-resolved optical-phonon emission and electron-hole relaxation dynamics in ZnCdTe
quantum wells
27th Int. conference Physics Semiconductors (2004) Flagstaff (USA)
N. GOGNEAU, F. FOSSARD, E. MONROY, E. SARIGIANNIDOU, J. L. ROUVIÈRE, S. MONNOYE,
H. MANK, B. DAUDIN
Growth of N-polar GaN/AlN(000-1) QDs by plasma-assisted molecular beam epitaxy
E-MRS 2004 Spring Meeting (2004) Strasbourg (France)
N. GOGNEAU, E. MONROY, F. FOSSARD, E. SARIGIANNIDOU, J. L. ROUVIÈRE, S. MONNOYE,
H. MANK, B. DAUDIN
Properties of Ga-Polarity and N-Polarity GaN/AlN quantum dots
5th International symposium on blue laser and light emission diodes (2004) Gyeongju (Corée)
E. HADJI, B. CLUZEL, D. SOTTA, M. ZELSMANN, E. PICARD, V. CALVO, T. CHARVOLIN,
M. HEITZMANN, H. MORICEAU, C. SEASSAL, X. LETARTRE, P. FERRAND
Silicon on insulator photonic bandgap structures for future microphotonic devices
Photonics Europe, SPIE (2004) Strasbourg (France)
E. HADJI, M. ZELSMANN, D. SOTTA, B. CLUZEL, V. CALVO, T. CHARVOLIN, E. PICARD
Silicon on insulator photonic bandgap structures for future light emitters
PECS IV (2004) Kyoto (Japon)
D. HITZ, M. DELAUNAY, A. GIRARD, L. GUILLEMET, J. M. MATHONNET, J. CHARTIER,
F. W. MEYER
All-permanet magnet ECR ion sources for the ORNL-MIRF upgrade project
16 International Workshop on ECR ion sources (2004) Berkeley (USA)
Y. HORI, T. ANDREEV, D. JALABERT, X. BIQUARD, E. MONROY, M. TANAKA, O. ODA, L. S. DANG,
B. DAUDIN
Structural and optical properties of rare earth doped GaN quantum dots grown by plasma
assisted MBE
ISBLLED (2004) Corée
J. HOURS, P. SENELLART, E. PETER, A. CAVANNA, J. BLOCH, J. M. GÉRARD
Fast radiative cascade of single GaAs quantum dots
ICPS 2004 (2004) Flagstaff (USA)
L. JODIN, A. C. DUPUIS, E. ROUVIÈRE, R. BAPTIST
Direct growth on flat surface of carbon nanotubes by catalytic CVD
Premières rencontres Grenobloises d'électronique moléculaire - ELECMOL'04 (2004) Saint
Martin d'Hères (France)
K. KHENG, L. BESOMBES, H. MARIETTE
Excited states and multi-exciton complexes in single CdTe quantum dots
E. KULATOV, H. MARIETTE, J. CIBERT, A. TITOV, H. NAKAYAMA, Y. USPENSKIL
Electronic, optical spectra and the distribution of Mn impurities in GaN and group IV
semiconductors
14th Int. Conference on Crystal Growth (2004) Grenoble (France)
S. KURODA, S. MARCET, E. BELLET AMALRIC, D. HALLEY, D. FERRAND, J. CIBERT, H. MARIETTE
Fabrication of self-organized dots of GaMnN using plasma assisted MBE
F. LANÇON, T. DEUTSCH
Role of incommensurability on the static friction property of Ni/Ni grain boundaries
11th international conference on intergranular and interphase boundaries (2004) Belfast (GB)
F. LEROY, J. EYMERY, D. BUTTARD, G. RENAUD, R. LAZZARI
Growth of Ge on Si(001) studied in situ by grazing incidence small angle X-ray scattering
ICCG-14 (2004) Grenoble (France)
F. LEVY, E. PICARD, J. ROTHMAN, E. MOTTIN, E. HADJI, J. DUHR
Resonant microcavity light emitters for on-board exhaust emissions IR sensor
SPIE (2004) Genève (Suisse)
L. MAINGAULT, R. MATTANA, M. JAMET, L. BESOMBES, J. CIBERT, D. FERRAND, H. MARIETTE,
S. TATARENKO
Spin dependent transport in II-VI semiconductor quantum wells
49th conference on magnetism and magnetic material (2004) Jacksonville (USA)
S. MARCET, D. FERRAND, S. KURODA, J. CIBERT, W. PACUSKI, P. KOSSAKI, E. GHEERAERT,
C. MOHRAIN, K. RODE, A. ANANE
Magneto-optical spectroscopy of wide band gap diluted magnetic semiconductors : GaMnN
and ZnCoO
3rd Int. conference on Physics and applications of spin-related phenomena in semiconductors
(2004) Santa Barbara (USA)
H. MARIETTE
Quantum dot formation induced by surface energy change of 2D strained layer : the case of
II-VI and nitride nanostructures
4th Int. conf. Phys. Light-Matter Coupling in Nanostructures (2004) San Petersburg
A. MARTY, H. BERNAS, D. HALLEY, J. P. ATTANÉ, Y. SAMSON, K. H. HEINING, D. RAVELOSONA
Mise en ordre chimique à température modérée par irradiatioin aux ions légers
9èmes Journées de la Matière Condensée (2004) Nancy (France)
A. MARTY, D. HALLEY, Y. SAMSON, B. GILLES, P. BAYLE-GUILLEMAUD
Modes de relaxation plastique d'alliages épitaxiés selon l'état d'ordre chimique
9èmes Journées de la Matière Condensée (2004) Nancy (Grenoble)
R. MATTANA, M. JAMET, B. GILLES, I. C. ROBIN, P. DE PERSON, P. WARIN, S. TATARENKO,
Y. SAMSON
Caractérisation électronique d'une barrière tunnel de ZnSe à l'échelle nanométrique et
microscopique
F. MAZEN, J. VERBERT, P. NOÉ, V. CALVO, E. PICARD, E. HADJI
Si based photoluminescence materials for high quality factors emitters
J. MÉZIÈRE, P. PERREAU, J. EYMERY, P. GENTILE, F. LEROY, F. FOURNEL
From twisted substrate to nanometric surface patterning
CCG14 (2004) Grenoble (France)
S. MOEHL, L. MAINGAULT, K. KHENG, H. MARIETTE
Engineering the wetting layer states to reach room temperature emission for CdTe quantum
dot structures
CPS (2004) Flagstaff (USA)
E. MONROY, T. ANDREEV, E. SARIGIANNIDOU, M. HERMANN, M. EICKHOFF, P. HOLLIGER,
S. MONNOYE, H. MANK, N. GOGNEAU, B. DAUDIN
Effect of Mg doping on the properties of Ga-face and N-face polarity GaN
R. MOREL, A. BRENAC, C. PORTEMONT, L. NOTIN
Anisotropie magnétique d'agrégats icosaèdriques
Y. M. NIQUET, X. GONZE
The band gap discontinuity in the random-phase approximation to the density-functional
theory
EXCAAR (2004) Aarhus (Danemark)
Electron hole liquid in single silicon quantum wells
Photoluminescence of nanometric single silicon quantum wells
E. PETER, P. SENELLART, J. HOURS, A. CAVANNA, J. BLOCH, A. VASANELLI, J. M. GÉRARD
Phonon sidebands in exciton and biexciton emission line from single GaAs
C. PORTEMONT, R. MOREL, A. BRENAC, L. NOTIN
Couplage d'échange dans les agrégats nanométriques
9ème journées de la matière condensée (2004) Nancy (France)
V. POYDENOT, R. DUJARDIN, F. FOURNEL, J. L. ROUVIÈRE, A. BARSKI
Highly ordered germanium nanostructures grown by molecular beam epitaxy on twist bonded
silicon (001) substrates
MBE 2004 (2004) Edinburgh (R.U.)
V. POYDENOT, P. NOÉ, P. GENTILE, F. FOURNEL, A. BARSKI, J. L. ROUVIÈRE
Dépot de germanium sur substrats de silicium "collés tournés" à fort angle
JSI 2004 (2004) Mulhouse (Franc)
G. RADTKE, P. BAYLE-GUILLEMAUD
EELS study of near edge fine structure in AlxGa1-xN alloys
Europeen microscopy conference (2004) Anvers (Belgique)
G. RENAUD, F. LEROY, R. LAZZARI, A. LETOUBLON, C. REVENANT
Real-time monitoring of growing nanoparticles by synchrotron X-ray scattering
First International Conference on Modern Trends in Physics Research (2004) Le Caire (Egypte)
Real-time monitoring of the structure and morphology of growing nanoparticles by
synchrotron X-ray scattering
Internationa Conference on Metallurgical Coating and Thin Films (2004) San Diego (U.S.A.)
Real time in situ investigations of the morphology, organization and internal structure of
growing nanoparticles on surfaces by grazing incidence small and wide angle x-ray scattering
EuroConference on Interfaces in Nanostructured Materials (2004) Kloster Irsee (Allemagne)
In situ X-ray studies of the morphology, organisation and internal structure of growing
nanoparticles
7th Biennal Conference on High Resolution X-Ray Diffraction and Imaging (2004) Prühonice (R.
Tchèque)
I. C. ROBIN, R. ANDRÉ, A. BALOCCHI, H. MARIETTE, S. TATARENKO, L. S. DANG, J. M. GÉRARD
CdSe/ZnSe quantum dots in microcavities for single photon emission
4th International Conference on Physics of light-matter coupling in nanostructures (2004) St
Petersburg (Russie)
I. C. ROBIN, R. ANDRÉ, H. MARIETTE, S. TATARENKO, L. S. DANG, J. M. GÉRARD
New method to induce 2D-3D transition of strained CdSe/ZnSe layers
Y. SAMSON, H. BERNAS, J. P. ATTANÉ, K. H. HEINIG, D. HALLEY, A. MARTY, P. AURIC,
D. RAVELOSONA, C. CHAPPERT
Enhancing chemical order and anisotropy of intermetallic alloys for magnetic media by light
ion irradiation
E. SARIGIANNIDOU, J. L. ROUVIÈRE, G. RADTKE, P. BAYLE-GUILLEMAUD, E. MONROY,
N. GOGNEAU, B. DAUDIN
Comparison of Ga-face and N-face polarity GaN/AlN superlattices by HRTEM
I. SCHUSTER, J. PÉCAUT, K. TRAN
La diffraction des rayons X au service de la conservation des bois archéologiques gorgés d'eau
Rayons X et Matière (2004) Strasbourg (France)
M. SENES, B. URBASZEK, X. MARIE, T. AMAND, J. TRIBOLLET, F. BERNARDOT, C. TESTELIN,
M. CHAMARRO, J. M. GÉRARD
Exciton spin manipulation in InAs/GaAs quantum dots
R. L. STAMPS, L. WEE, W. PANG, Z. CELINSKI, A. MOUGIN, J. FERRÉ, J. BORME, P. GUILLEMAUD ,
Y. SAMSON
Exchange bias in model systems
4th MML conference (Metallic Multilayers) (2004) Boulder (USA)
B. VANDELLE, J. F. DAMLENCOURT, B. CLUZEL, V. CALVO, J. M. FEDELI, T. BILLON
RP-CVD grown Ge/Si(001) islands stacking for 1.3-1.6 um photodetection
MRS (2004) San Francisco (USA)
O. WEIDEMANN, E. MONROY, E. HAHN, E. HERMANN, E. ZAUS, M. STUTZMANN , M. EICKHOFF
Improvement of GaN Schottky diodes by thermal oxidation
Annual meeting of the german Physical Society 2004 (2004) Regensburg (Allemagne)
T. YAMAMOTO, E. GHEERAZERT, S. KURODA, S. MARCET, H. MARIETTE, D. FERRAND, J. CIBERT
High resolution spectroscopic investigation of the Mn centre in GaN
M. ZELSMANN, V. CALVO, E. PICARD, T. CHARVOLIN, E. HADJI, B. DAL'ZOTTO, M. E. NIER,
M. HEITZMANN, C. SEASSAL, ROJO-ROME , X. LETARTRE
Silicon on insulator photonic crystal filters, planar micro-cavities and light extractors
Emerging Technologies in Optical Science (2004) Cork (Ireland)
M. ZELSMANN, D. SOTTA, B. CLUZEL, V. CALVO, T. CHARVOLIN, E. PICARD, E. HADJI,
M. HEITZMANN, H. MORICEAU
Silicon on insulator photonic bandgap structures for future light emitters
PECS IV (2004) Kyoto (Japon)
M. ZELSMANN, D. SOTTA, B. CLUZEL, A. SALOMON, V. CALVO, T. CHARVOLIN, E. PICARD,
E. HADJI, M. HEITZMANN, H. MORICEAU
1D and 2D photonic bandgap structures realized on silicon on insulator: effect of light
extraction
SERVICE DE PHYSIQUE
STATISTIQUE, MAGNETISME
ET SUPRACONDUCTIVITE
SPSMS
Service de Physique Statistique, Magnétisme
et Supraconductivité
(SPSMS)
Les thématiques étudiées se situent dans le domaine des systèmes électroniques et
magnétiques où les corrélations entre électrons sont importantes. L'enjeu est de
comprendre les propriétés physiques liées à ces fortes corrélations. Les systèmes
étudiés sont d’une part, des composés intermétalliques ou des oxydes de métaux de
transition et d’autre part, des structures artificielles de taille nanométrique. Les
thématiques principales couvrent le magnétisme et la supraconductivité. Une
attention particulière est mise sur l’interférence entre ces deux phénomènes, avec en
plus l’implication d’une échelle nanométrique sur les propriétés physiques.
Les études de ces matériaux comportent toute une gamme de préparations et
mesures, allant de l’élaboration d’échantillons de bonne qualité, principalement
mono-cristallins, suivie par des mesures des propriétés macroscopiques de transport
et thermodynamique et des propriétés microscopiques en utilisant les grands
instruments, comme l’ILL et l’ESRF, présents à Grenoble. Un effort particulier est mis
sur le couplage théorie-expérience et sur le développement d’une infrastructure avec
des conditions extrêmes comme les très basses températures, les hautes pressions,
et les champs magnétiques forts.
Parmi les phénomènes étudiés dans des systèmes quantiques complexes l’accent
est mis sur la coexistence de la supraconductivité et du magnétisme, sur les points
critiques quantiques dans des transitions de phase à très basses températures, sur
la frustration magnétique, et sur l’ordre magnétique dans des structures ordonnées
en spin sous forme de chaînes ou d'échelles. Dans le domaine de la physique
mésoscopique nous nous intéressons aux mécanismes de transport dans des
MOSFETs de taille ultime et dans des structures avec une interface
supraconducteur/métal-normal.
Diffusion neutronique
Dans le cadre de "Collaborating Research Group" (CRG), le CEA gère à l'ILL
plusieurs spectromètres neutroniques performants, avec une forte implication du
service dans les thématiques étudiées. L'année 2004 a été particulièrement
importante puisqu'elle a vu le conseil scientifique de l'ILL donner son accord à la
reconduction de tous les CRG CEA pour six ans. La nouveauté concerne le CRG
D15 qui sera maintenant cogéré dans le cadre d'une collaboration entre le Ministère
Espagnol de la Science et le CEA.
Sur le plan de l'instrumentation, cette année aura été marquée par la reconstruction
du diffractomètre D23 en matériaux amagnétiques. Les premières expériences de
diffraction à 15 T ont pu être réalisées afin d'étudier une transition métamagnétique
dans le supraconducteur ferromagnétique URhGe. Le laboratoire MDN est
également impliqué dans deux projets instrumentaux sur les techniques de
polarisation dans le cadre du réseau européen NMI3 démarré début 2004.
Sur le spectromètre "trois-axes" IN22, l'exploitation du dispositif d'analyse de
polarisation neutronique sphérique CRYOPAD a permis pour la première fois de
détecter un terme de polarisation transverse inélastique dans le composé quasibidimensionnel à anisotropie planaire BaCo2As2O4, terme qui pourrait s'expliquer par
l'existence de courants orbitaux circulant autour des atomes de cobalt.
Le projet de recherche sur les systèmes magnétiques frustrés se concentre
essentiellement sur l’étude des états fondamentaux et de la dynamique de spin dans
les pyrochlores et les grenats. Ses études impliquent la croissance de monocristaux
et des mesures de propriétés macroscopiques (chaleur spécifique) et
microscopiques (neutrons, muons) afin de comprendre l’ordre magnétique et sa
dynamique dans l’état fondamental.
Systèmes fortement corrélés
Dans certains intermétalliques de terre rares (Ce, Yb) ou d’actinides (U), l’interaction
d’échange entre les électrons f localisés et les électrons de conduction conduit à la
formation d’une bande électronique étroite avec des masses effectives lourdes pour
les porteurs de charge. Dans cette physique de bande électronique étroite, une
faible augmentation de densité électronique ou de pression permet de basculer d'un
état fondamental magnétique ordonné à un état paramagnétique pour une pression
critique PC. Nos mesures portent sur des études fines du diagramme de phase en
température et pression pour répondre aux interrogations actuelles sur la notion de
point critique quantique, qui implique une transition de phase du 2ème ordre à une
température tendant vers zéro.
Les études de la supraconductivité dans un état ferromagnétique se sont
concentrées sur la transition métamagnétique dans URhGe. Sur des cristaux de très
bonne qualité, une poche remarquable de supraconductivité a été mise en évidence
au voisinage de cette transition métamagnétique autour de 12 T à très basses
températures.
L’existence de la supraconductivité dans le diamant dopé au bore, découverte en
2004, a été confirmée dans des couches minces homo-epitaxiées par une étude
détaillée des mesures de susceptibilité alternative et de transport électrique en
fonction de la concentration du dopage. Les premières mesures par microscopie à
effet tunnel (STM) ont permis de déterminer le gap supraconducteur.
Physique mésoscopique
En physique mésoscopique, un des axes de recherche se concentre sur la
compréhension des mécanismes de transport électronique dans des nanostructures
de silicium sur isolant (SOI) en forme de nanofils. En utilisant le confinement des
porteurs de charge par des résistances d’accès élevées, des effets
monoélectroniques en forme d’oscillations de Coulomb permettent une étude
détaillée du spectre d’addition des électrons dans ces points quantiques en fonction
de la taille de l’îlot et de l’épaisseur de l’oxyde de grille. La taille du point quantique
n’intervient pas seulement dans la tension de grille caractéristique pour ajouter un
électron dans l’îlot, mais aussi dans la distribution des tensions observées.
Une autre direction de recherche est l'étude de la supraconductivité près d’un
interface avec un métal dans l’état normal où des effets d’interférence quantique
jouent un rôle sur l’effet de proximité. A l’aide d’un microscope à effet tunnel nous
pouvons observer in situ à très basses températures l’évolution de la densité d’état
électronique à des distances mésoscopiques de l’interface. Cette technique a été
utilisée pour étudier la distribution inhomogène de la supraconductivité dans des
films désordonnés de NbN proche d’une transition supraconducteur-isolant.
De larges gains dynamiques (> 100) en suppression de courant critique ont été
obtenus sur des ponts supraconducteurs de niobium par un courant d’injection
polarisé provenant de la manganite via une structure tunnel La1-xSrxMnO3/SrTiO3/Nb.
Ces résultats sont les meilleurs à ce jour sur l’injection de quasiparticules polarisées
en spin dans des structures supraconductrices.
Physique théorique
Les études du Groupe Théorie jouent un rôle important dans l'avancement des
projets expérimentaux et l’ouverture vers de nouvelles directions dans des domaines
de la physique des solides assez divers, tels que la supraconductivité nonconventionnelle, l’interface métal-normal/supraconducteur à l’échelle mesoscopique,
la frustration magnétique, le blocage de Coulomb dans des boîtes quantiques
métalliques même supraconducteurs, le courant électrique dans des nanotubes de
carbone et des grandes molécules comme l'ADN, l’ordre magnétique dans des
échelles de spin, ou le problème fondamental de l’amortissement des ondes de spin
dans un liquide de Fermi polarisé à température nulle.
UNE FRUSTRATION QUI REFROIDIT
M.E. Zhitomirsky - SPSMS - [email protected]
L’effet magnétocalorique se caractérise par
angles, aucun ordre magnétique conventionnel
l’échauffement ou le refroidissement d’un corps
n’existe à basse température, et le système fluc-
en réponse à une variation du champ magné-
tue entre une infinité de configurations de
tique qui lui est appliqué. La technique de dés-
même énergie.
aimantation adiabatique basée sur cet effet est
couramment utilisée pour atteindre des tempé-
Cette dégénérescence macroscopique des
ratures inférieures au kelvin. Les matériaux réfri-
composés antiferromagnétiques frustrés dispa-
gérants standards sont des sels paramagné-
raît lorsqu’ils sont soumis à un champ magné-
tiques dans lesquels les moments magnétiques
tique extérieur suffisamment élevé, appelé
atomiques (spins) sont sans interaction. Si, en
champ de saturation Hsat, qui stabilise un
ordre ferromagnétique (parallèle) des spins. En
champ nul, les moments magnétiques de ces
Fig. 2: Variation de la température au cours d’une
désaimantation adiabatiquede composés pyrochlore et kagomé. La ligne droite correspond au cas
d’un sel paramagnétique idéal. J est l’énergie d’échange entre les spins.
champ extérieur tend à les ordonner. Or la
dessous de Hsat, au contraire, ces composés
sont désordonnés et leur entropie conserve une
thermodynamique nous apprend que, d’une
valeur non nulle. Une désaimantation adiaba-
part, la température d’un système croît avec
son désordre et, d’autre part, l’entropie d’un
tique de H > Hsat vers H < Hsat doit donc
refroidir le système d’une manière similaire à
système - ou son désordre - reste constante au
celle des sels paramagnétiques. La principale
champs de saturation appropriés peuvent être
cours d’un processus adiabatique, c’est-à-dire
différence est qu’un système frustré atteint de
une alternative de matériaux réfrigérants. Ils
pendant lequel le système est isolé thermique-
très basses températures près de H=Hsat (puis
devraient être particulièrement adaptés en tant
sels sont désordonnés, l’application d’un
servable par exemple pour Gd2Ti2O7 pour
lequel Hsat = 6.5 T. De plus, nos résultats suggèrent que des systèmes frustrés ayant des
ment de son environnement. Ainsi des sels
se stabilise), contre H→0 pour un composé
que premier étage d’un réfrigérateur continu à
paramagnétiques se refroidissent lorsque que
paramagnétique ordinaire.
deux étages. Ce type de réfrigérateurs à dés-
l’on décroît adiabatiquement le champ magné-
aimantation adiabatique est utile pour obtenir
Afin de vérifier ces conclusions qualitati-
un refroidissement rapide vers la température
ves, nous avons effectué des simulations numé-
de base. Le second étage, fonctionnant avec
Nous avons récemment prédit un effet simi-
riques sur des systèmes de, typiquement, 1000
un sel paramagnétique conventionnel, sert
laire pour une nouvelle classe de matériaux,
spins en interaction antiferromagnétique. Pour
alors à compenser les pertes thermiques rési-
celle des matériaux magnétiques frustrés.
cela, nous avons utilisé un algorithme de
duelles pour maintenir cette température.
tique.
Monte Carlo modifié afin de simuler des proLe terme frustration caractérise en général
cessus à entropie constante. La figure 2 pré-
une compétition entre différentes forces qui ne
sente les résultats de désaimantation adiaba-
laisse pas de vainqueur final. La frustration
tique de deux types de réseaux frustrés. Pour
géométrique existe dans des isolants magné-
des champs suffisamment élevés, la décrois-
tiques ayant des réseaux cristallins particuliers,
sance de la température est bien plus rapide
par exemple les réseaux de type kagomé ou
que pour un composé paramagnétique. La
pyrochlore
et
température d’un pyrochlore décroît d’un fac-
Gd2Ti2O7 respectivement (voir encart ; voir
teur supérieur à 10 lorsque le champ décroît
de
SrCr9pGa12-9pO19
Fig. 1). Dans de tels réseaux basés sur des tri-
de 1.5Hsat à 0.8Hsat. Un refroidissement comparable d’un sel
p a ra m a g n é t i q u e
nécessiterait
d’
abaisser le champ
d’un
facteur
Frustruation géométrique
Lorsque les moments magnétiques d’atomes situés au sommet d’un triangle équilatéral sont soumis à des interactions antiferromagnétiques (moments voisins orientés anti-parallèlement) ce couplage ne
peut pas être satisfait simultanément pour
tous ces moments (voir figure). On parle
alors de frustration géométrique des interactions.
au
moins égal à 10.
L’effet prédit devrait
Fig. 1: Position des atomes magnétiques dans les réseaux kagomé (a) et pyrochlore (b).
être facilement ob-
VOIR DES EFFETS QUANTIQUES DANS DES NANO-TRANSISTORS
Xavier Jehl - SPSMS - [email protected]
Nous avons fait une étude spectroscopique
très fine des états électroniques dans une boîte
quantique. Cette boîte est constituée par le
canal d’un transistor de type MOSFET qui est
développé au CEA-LETI pour une application
en tant que mémoire à faible consommation.
Nous disposons d’un grand nombre de boîtes
de dimensions variées mais parfaitement
contrôlées. Ainsi, nos résultats ont permis de
tester les nombreuses théories décrivant le
spectre des niveaux d’énergie d’une boîte
quantique.
Le canal : une boîte quantique
Les transistors que nous utilisons sont des
dispositifs gravés dans du silicium sur isolant
(SOI) par lithographie électronique. La partie
du canal située sous la grille, entre le drain et
la source, est très petite (environ 40 nm de
côté) et est remplie dans sa région supérieure
d’un gaz bidimensionnel d’électrons (voir Fig.
1). Ces dimensions latérales réduites en font
une boîte quantique et le confinement des
Fig1: Image d’un dispositif utilisé dans ce travail. Les
résistances d’accès sont localisées dans les régions
cerclées de rouge. En bas à gauche, coupe de la région
comprenant la boîte quantique. Le matériau est un film
de silicium fin (17 nm) sur isolant, la grille est isolée du
canal par un oxyde de 4 nm.
électrons y est assuré par les résistances d’accès situées entre la boîte, et respectivement le
drain et la source. Une manifestation spectaculaire de ce confinement est le phénomène de
blocage de Coulomb (voir encart) qui est observé à basse température (100 mK<T<10 K).
C’est la première fois que ce phénomène est
mis en évidence sur des transistors de type
MOSFET.
L’ensemble formé par la
grille, le canal et l’oxyde qui
les sépare, constitue un
condensateur appelé communément
capacité
MOS
(Métal-Oxyde-Semiconducteur). Sa valeur Cg est suffisamment petite pour qu’une
variation de la tension grille
Vg de l’ordre de 15 mV
induise une variation de charge correspondant à un
électron dans ses armatures,
notamment le canal.
Fig. 2 : Oscillations de Coulomb du courant drain-source Ids en fonction de la tension grille Vg . Chaque pic correspond à l’ajout d’un
électron sur un niveau électronique de la boîte.
Une conduction discrète
Un simple calcul montre que les énergies
électrostatiques de la boîte contenant N ou
N+1 électrons sont égales pour une certaine
valeur de Vg. A cette valeur, un courant drainsource Ids peut donc traverser le canal. Si on
augmente un peu Vg, la condition d’égalité
des énergies électrostatiques n’est plus satisfaite et aucun courant ne peut plus circuler dans
la boîte. Si on continue d’augmenter Vg, cette
dernière atteindra une nouvelle valeur pour
laquelle les énergies de la boîte contenant
N+1 et N+2 électrons sont égales : Ids sera à
nouveau non-nul. Nous avons ainsi observé
plusieurs centaines de pics de courant Ids de
façon très reproductible; une partie de ces pics
est montrée sur la Fig. 2. Leur période est
e/Cg, ce qui correspond au surcroît de tension
Vg nécessaire pour augmenter d’un électron la
charge dans le canal.
Dans nos échantillons, pour la première
fois, la période mesurée est déterminée uniquement par la géométrie: Cg est en effet simplement déduit de l’épaisseur et de la surface
de l’oxyde. Ces données sont obtenues sur des
échantillons de silicium issus de procédés
industriels. Par rapport aux expériences effectuées sur des boîtes de GaAs, leur interprétation est plus aisée car Cg ne dépend pas de
Vg.
Des écarts à la périodicité
En fait, l’observation attentive de la Fig. 2
montre que les pics ne sont pas tout à fait
périodiques. Dans notre cas, les déviations à
la périodicité sont dues à la présence de
niveaux d’énergie discrets dans la boîte. Pour
caractériser ces niveaux, nous avons étudié la
statistique des écarts à la moyenne ∆Vg de ces
pics.
La possibilité de contrôler très précisément
la surface et l’épaisseur d’oxyde (ce qui n’avait
pas été fait auparavant) nous a permis d’obtenir des résultats originaux. En faisant varier la
surface de la boîte, nous avons montré que la
distribution des ∆Vg varie comme la distance
entre niveaux d’énergie dans la boîte. En faisant varier l’épaisseur d’oxyde, on peut modifier le couplage électrostatique entre canal et
grille, et étudier les variations, généralement
négligées, de ce couplage en fonction du
nombre d’électrons présents dans la boîte.
Nous avons observé que ces variations de couplage ne sont pas négligeables; cependant
elles n’affectent pas les résultats précédents
reliant la distribution des ∆Vg à la distance
entre niveaux d’énergie dans la boîte.
Le blocage de Coulomb
Le blocage de Coulomb est dû à la répulsion coulombienne que ressent un
électron quand il s’approche d’un objet
déjà chargé négativement. Il s’observe
quand l’énergie nécessaire pour rajouter
un électron dans cet objet est grande, et,
plus précisément, supérieure à l’énergie
thermique. Compte tenu des dimensions
de nos boîtes quantiques, nous devons
nous placer à basse température pour
observer cet effet.
ANALYSE DE POLARISATION
A 3D POUR NEUTRONS
L.P. Regnault - SPSMS - [email protected]
Dans la plupart des matériaux à propriétés physiques exceptionnelles comme, par exemple, les cuprates supraconducteurs à haute température critique
ou les manganites à magnéto-résistance colossale, la compréhension des mécanismes fondamentaux fait appel à la compétition entre les différents degrés
de liberté de charge, structuraux et magnétiques. Dans certains cas, cette compétition peut coupler les
degrés de liberté et générer des fonctions de corrélation hybrides : par exemple, celles de type spinréseau qui résultent de fortes interactions magnéto-élastiques. La diffusion inélastique de neutrons polarisés permet d’accéder à ces couplages à condition de mesurer les composantes de la polarisation des
neutrons diffusés qui sont transverses par rapport à celle des neutrons incidents.
Le premier dispositif d’analyse de polarisation à 3 dimensions, appelé CRYOPAD (cryogenic polarisation analysis device), a été conçu à l’ ILL il y a une dizaine d’années, en vue d’applications essentiellement en diffraction, c’est-à-dire en diffusion élastique. Durant ces trois dernières années, en collaboration avec l’ILL et dans le cadre d’un réseau européen, nous avons optimisé un CRYOPAD pour la diffusion inélastique des neutrons.
Ce nouveau dispositif vient d’être monté sur le spectromètre IN22. Il mesure les composantes transverses de la polarisation neutronique avec une précision de l’ordre de 0.2%, ce qui devrait permettre de
détecter ces fameuses fonctions de corrélation hybrides.
Spectromètre IN22 (CRG-CEA à l’ ILL) en configuration d’analyse de polarisation 3D.
NOUVEL ÉQUIPEMENT POUR PROMES
Frédéric Gustavo - SPSMS - [email protected]
La plateforme technologique PROMES (Plateforme de Réalisation d’Objets MESoscopiques) située au
bâtiment C1 dispose depuis peu d’un nouvel équipement de dépôt par pulvérisation cathodique qui est
dédié aux dépôts de couches d’isolants. Pour de telles couches, d’une épaisseur typique de 100 à 400
nm, l’intérêt de la pulvérisation cathodique réside dans une température de substrat faible (< 200°C) et
une bonne adhérence des couches. Nous utilisons cet équipement pour déposer SiO2, Si3N4 ou Al2O3
avec, à ce jour, deux applications principales.
1. Etude du transport quantique dans des structures micro- et nanométriques à base de métaux
normaux et supraconducteurs au Laboratoire de Cryophysique (SPSMS). Pour réaliser des jonctions
verticales, il convient d’isoler électriquement l’électrode de base de l’électrode supérieure. Ceci est fait
par dépôt d’un matériau isolant comme représenté ci-contre.
2. Etude du transport électronique dans les polymères conducteurs au Laboratoire de Physique des
Métaux Synthétiques (SI3M). Pour cette étude nous avons choisi d’utiliser des dispositifs de type transistor à effet de champ (voir ci-contre) dans lesquels la couche isolante (diélectrique) est utilisée en tant
qu’isolant de grille.
Nous sommes actuellement dans une phase de caractérisation de nos isolants afin de déterminer les conditions de dépôt favorables à
de bonnes qualités physiques (porosités et contraintes faibles, bonne stoechiométrie…) et électriques (constante diélectrique, tension de
claquage élevée).
.
CEA-GRENOBLE
W. ESCOFFIER
Etude de la cohérence quantique dans les systèmes supraconducteur-métal normal par
microscopie à effet tunel
Université Joseph Fourier Grenoble
F. HARDY
Etude du composé ferromagnétique supraconducteur URhGe
W. KNAFO
Etude des fluctuations magnétiques de composés à fermions lourds par diffusion inélastique
des neutrons
Articles
L. ANFUSO, D. ROVAI, R. SESSOLI, G. GAUDIN , J. VILLAIN
Resonant quantum tunneling of the magnetization beyond the giant spin approximation
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276 pt. 2, 1097-8 (2004)
A. BARLA, M. CHEFKI, C. HUNDT, M. BRADEN, O. LEUPOLD, R. RUFFER, J. P. SANCHEZ, A. WURTH
A. MEWIS
Interplay between structural instability and lattice dynamics in EuRh2(PxAs{1-x})2
Physical Review B, 69, 100102(R) (2004)
A. BARLA, J. SANCHEZ, B. MALAMAN, B. P. DOYLE , R. RUFFER
Sm magnetism in the layered compound SmMn2Ge2
A. BARLA, J. P. SANCHEZ, Y. HAGA, G. LAPERTOT, B. P. DOYLE, O. LEUPOLD, R. RUFFER,
M. M. ABD ELMEGUID, R. LENGSDORF , J. FLOUQUET
Pressure induced magnetic order in golden SmS
J. M. BASSAT, P. ODIER, A. VILLESUZANNE, C. MARIN , M. POUCHARD
Anisotropic ionic transport properties in La2NiO{4+d} single crystals
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J. BEAUJOUR, G. BOWDEN, A. ZHUKOV, J. ONEILL, B. RAINFORD, PA DE GROOT, R. WARD,
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Giant magneto and anisotropic resistance in an epitaxial (110) DyFe2Yfe2 multilayer film
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On the thermoelectricity of correlated electrons in the zero-temperature limit
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A. BÉRAUD, J. KULDA, I. YONENAGA, M. FORET, B. SALCE , E. COURTENS
Disorder-induced broadening of transverse acoustic phonons in SixGe{1-x} mixed crystals
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N. BERNHOEFT
Communication networks reveal Gaussian scaling topology
N. BERNHOEFT, G. LANDER, M. LONGFIELD, S. LANGRIDGE, D. MANNIX, S. BROWN, W. NUTTALL,
A. HIESS, C. VETTIER , P. LEJAY
Anomalous displacement of magnetic Bragg peaks in the presence of short range order
N. BERNHOEFT, J. A. PAIXAO, C. DETLEFS, S. B. WILKINS, P. JAVORSK‡, E. BLACKBURN ,
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Resonant x-ray scattering from UAs{0.8}Se{0.2}: Multi-k configurations
G. BERTRAND, S. DELEONIBUS, B. PREVITALI, G. GUEGAN, X. JEHL, M. SANQUER , F. BALESTRA
Towards the limits of conventional MOSFET'S : case of sub 30 nm NMOS devices
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G. BIGNON, M. HOUZET, F. PISTOLESI , F. HEKKING
Current-current correlations in hybrid superconducting and normal metal multiterminal
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The Delta chain with different base-base and base-vertex interactions
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Planar spin fluctuations with a quadratic thermal dependence rate in spin liquid Gd3Ga5O{12}
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An XY checkerboard antiferromagnet in an external field
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Why do gallium clusters have a higher melting point than the bulk?
T. CHAMPEL
Reply to "Comment on 'Origin of combination frequencies in quantum magnetic oscillations
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Structural and magnetic properties of methylated CuHpCl
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Magnetic and electronic properties of NpCoGa5
E. COLINEAU, P. JAVORSKY, P. BOULET, F. WASTIN, J. GRIVEAU, J. REBIZANT, J. SANCHEZ ,
G. R. STEWART
Magnetic and electronic properties of the antiferromagnet NpCoGa5
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Local spectroscopy of a ferromagnetic metal in contact with a superconductor at very low
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Probing magnetic excitations, fluctuations and correlation lengths by muon spin relaxation
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J. DAWIDOWSKI, F. J. BERMEJO, M. L. RISTIG, B. FÅK, C. CABRILLO, R. FERNÁNDEZ-PEREA,
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Static structure factor of liquid parahydrogen
B. DELAET, J. VILLEGIER, W. ESCOFFIER, J. THOMASSIN, P. FEAUTRIER, I. WANG, P. RENAUDGOUD,
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W. ESCOFFIER, C. CHAPELIER, N. HADACEK , J. VILLEGIER
Anomalous proximity effect in an inhomogeneous disordered superconductor
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Neutron scattering investigation of the spin ice state in Dy2Ti2O7
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Phase diagram of heavy fermion systems
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Stripe order, depinning, and fluctuations in La{1.875}Ba{0.125}CuO4 and
La{1.875}Ba{0.075}Sr{0.050}CuO4
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Transport and vortex pinning in micron size superconducting Nb films
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Interpretation of heat capacity anomalies : low temperature antiferromagnetism in YbSnPd2
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Doubled re-entrant superconducting-insulator in thin TiN films
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Mesoscopic transition in the shot noise of diffusive S/N/S junctions
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Flux line lattice distortion in PrOs4Sb{12}
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Frustrated antiferromagnets at high filed : Bose-Einsten condensation in degenerate spectra
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Silicon single electron transistors with SOI and MOSFET structures: The role of access
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Interplay between Tm3+ and Cr5+ magnetic sublattices in TmCrO4
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Tantalum superconducting tunnel junctions for infrared photon counting
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UAs/Co multilayers studied by x-ray magnetic circular dichroism at the U-M{4,5} edges
N. KERNAVANOIS, E. RESSOUCHE, P. J. BROWN, J. Y. HENRY , E. LELIEVRE-BERNA
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Dynamics of an anisotropic spin dimer system in a strong magnetic field
T. KLEIN, C. MARCENAT, S. BLANCHARD, J. MARCUS, C. BOURBONNAIS, R. BRUSETTI,
C. J. VAN DER BEEK , M. KONCZYKOWSKI
Direct transition from Bose glass to normal state in the (K, Ba)BiO3 superconductor
T. KLEIN, C. MARCENAT, F. BOUQUET, A. JUNOT, S. BLANCHARD , J. MARCUS
Anomalous field dependence of the Sommerfeld coefficient in the isotropic (K,Ba)BIO3
superconductor
Physica C, 408, 731 (2004)
W. KNAFO, S. RAYMOND, J. FLOUQUET, B. F{\AA}K, M. ADAMS, P. HAEN, F. LAPIERRE, S. YATES ,
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Anomalous scaling behaviour of the dynamical spin susceptibility of Ce{0.925}La{0.075}Ru2Si2
G. KNEBEL, M. A. MEASSON, B. SALCE, D. AOKI, D. BRAITHWAITE, J. BRISON , J. FLOUQUET
High pressure phase diagrams of CeRhIn5 and CeCoIn5 studied by ac calorimetry
P. KOBER, M. HENNION, F. MOUSSA, A. IVANOV, L. REGNAULT, L. PINSARD , A. REVCOLEVSCHI
Magnetic ground state of low-doped manganites probed by spin dynamics under magnetic field
A. K. KOLEZHUK, V. N. GLAZKOV, H. TANAKA , A. OOSAWA
Dynamics of an anisotropic spin dimer system in a strong magnetic field
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Patterns of symmetry breaking in systems of coupled tetrahedra
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Effects of magnetic field on the cuprate high-T-c superconductor La2-xSrxCuO4
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Magneto-elastic polarons in the hole-doped quasi-1D model system Y{2-x}CaxBaNiO5
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Mesoscopic transport in chemically doped carbon nanotubes
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Advanced in UGe2
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Geometrical barriers and lower critical field in MgB2 single crystals
L. LYARD, T. KLEIN, J. MARCUS, C. MARCENAT, K. H. P. KIM , S. I. LEE
Linear and non-linear ac response of the vortex matter in MgB2 single crystals
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Anisotropies of the lower and upper critical fields of MgB2 single crystals
T. MASUDA, A. ZHELUDEV, B. GRENIER, S. IMAI, K. UCHINOKURA, E. RESSOUCHE , S. PARK
Cooperative ordering of gapped and gapless spin networks in Cu2Fe2Ge4O{13}
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Superconducting phase diagram of the fillet skuterridite PrOs4Sb{12}
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Topological oscillations of the magnetoconductance in disordered GaA layers
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Resonant magnetic excitations at high energy in superconducting YBa2Cu3O{6.85}
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Mesoscopic structure and dynamics of C2D6 near the critical point
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Sperical neutron polarization analysis on the three axis spectrometer IN22
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Spin dynamics in the S = 1 bond-alternating antiferromagnetic chain compound NTENP
Physica B, 350, 66-68 (2004)
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Inelastic neutron polarization analysis in low-dimensional systems
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L. P. REGNAULT, M. HAGIWARA, N. METOKI, Y. KOIKE, K. KAKURAI , A. STUNAULT
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Line broadening analysis using FullProf*: Determination of microstructural properties
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Chasing ghosts in reciprocial space - a novel inelastic neutron multiple scattering process
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Observation of the spin-crossover in [Fe(btr)(2)(NCS)(2)] center dot H2O (btr=4,4 '-bis-1,2,4triazole) with mu SR
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Two band effects in the angular dependence of HC2 of MgB2 single crystals
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High resolution transport sepctroscopy in ultimate MOSFET'S at very low temperature
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Temperature dependence of the chemical short-range order in undercooled and stable Al-FeCo liquids
W. SCHMIDT, M. RHEINSTADTER, S. RAYMOND , M. OHL
UFO - a multi analyser option for IN12
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H. SELLIER, C. BARADUC, F. LEFLOCH , R. CALEMCZUK
Half integer shapiro steps at the O - II cross over of a ferromagnetic Josephson junctions
I. SHEIKIN, A. GROGER, S. RAYMOND, D. JACCARD, D. AOKI, H. HARIMA , J. FLOUQUET
High magnetic field study of CePd2Si2
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I. SHEIKIN, A. GROGER, S. RAYMOND, D. JACCARD, D. AOKI, H. HARIMA , J. FLOUQUET
De Haas-van Alphen effect study of CePd2Si2
Y. SIDIS, S. PAILHEHS, B. KEIMER, P. BOURGES, C. ULRICH , L. REGNAULT
Magnetic resonant excitations in high Tc superconductors
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S. S. SOSIN, L. A. PRAZOROVA , M. E. ZHITOMIRSKY
Comparative study of ESR spectra in incommensurate antiferromagnets
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p-f mixing in CeSb, studied by resonant X-ray scattering
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J. TRANQUADA, C. LEE, K. YAMADA, Y. LEE, L. REGNAULT , H. RONNOW
Evidence of an incommensurate magnetic resonance in La{2-x}SrxCuO4
F. TRIOZON, S. ROCHE, A. RUBIO , D. MAYOU
Electrical transport in carbon nanotubes : role of disorder and helical symmetries
J. VILLEGIER, A. DÉGARDIN, B. GUILLET, F. HOUZÉ, A. KREISLER , M. CHAUBET
Fabrication of High-Tc Superconducting Hot Electron Bolometers for Terahertz Mixer
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SPIE, 5727, (2004)
O. WALDMANN, S. CARRETTA, P. SANTINI, R. KOCH, A. JANSEN, G. AMORETTI, R. CACIUFFO,
L. ZHAO , L. THOMPSON
Quantum magneto-oscillations in a supramolecular Mn(II)-[3*3] grid
O. WALDMANN, S. CARRETTA, P. SANTINI, R. KOCH, A. G. M. JANSEN, G. AMORETTI, R. CACIUFFO,
L. ZHAO , L. K. THOMPSON
Quantum magneto-oscillations in a supramolecular Mn(II)-[3 x 3] grid
A. WILLS, S. RAYMOND , J. HENRY
Magnetic ordering in a distorted S =1/2 pyrochlore antiferromagnet
A. YAOUANC, P. DALMAS DE RÉOTIER , G. VAN DER LAAN
Comment on "Field induced magnetic circular dichroism in paramagnetic solids : a new
magneto-optical effect"
A. ZHELUDEV, S. M. SHAPIRO, Z. HONDA, K. KATSUMATO, B. GRENIER, E. RESSOUCHE,
L. P. REGNAULT, Y. CHEN, P. VORDERWISCH, H. J. MIKESKA , A. K. KOLEZHUK
Dynamics of an anisotropic Haldane antiferromagnet in strong magnetic field
M. E. ZHITOMIRSKY , A. HONNECKER
Magnetocaloric effect in one-dimensional antiferromagnets
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M. E. ZHITOMIRSKY , H. TSUNETSUGU
Exact low temperature behavior of a kagome antiferromagnet at high fields
M. E. ZHITOMRISKY , V. H. DAO
Ginzburg-Landau theory of vortices in a multi-gap superconductor
A. ZHUKOV, E. FILBY, PAJ DE GROOT, H. KUPFER, T. WOLF, A. JANSEN , E. MOSSANG
Vortex phases in YBa2Cu3Oy (y = 6.5) for BCuO : impact of regular and random pinning
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Physica C, 404, 450-4 (2004)
G. LAMURA, A. GAUZZI, J LE COCHEC, J. C. VILLEGIER, J. Y. LAVAL, B. PLAÇAIS, N. HADACEK,
D DI CASTRO, F. LICCI, A. BIANCONI , J. BOK
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Delocalization of the U-5f magnetic moments in U(In{0.6}Sn{0.4})3 and UNiSn
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A. BARLA, J. SANCHEZ, J. DERR, B. SALCE, G. LAPERTOT, J. FLOUQUET, B. P. DOYLE, O. LEUPOLD,
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Valence and magnetic instabilities in Sm compounds at high pressures
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F. BOURDAROT, A. BOMBARDI, P. BURLET, M. ENDERLE, J. FLOUQUET, P. LEJAY, N. KERNAVANOIS,
V. P. MINEEV, L. PAOLASINI, M. E. ZHITOMIRSKY , B. FAK
Hidden order in URu2Si2
SCES 04 (2004) karlsruhe, allemagne
F. BOURDAROT, B. FAK, F. LAPIERE, I. SHEIKIN , P. LEJAY
Magnetic phase diagram of U(Ru{0.98}RH{0.02})2Si2
SCES 2004 (2004) Karlsruhe, Allemagne
D. BRAITHWAITE, A. BARLA, P. P. DEEN, J. DERR, J. FLOUQUET, Y. HAGA, N. KERNAVANOIS,
G. KNEBEL, G. LAPERTOT, L. PAOLASINI, S. RAYMOND, B. SALCE , J. P. SANCHEZ
Structural and magnetic phase diagram of SmS under pressure
20th General Conference Condensed Matter Division EPS , Prague (2004)
C. DALLERA, E. ANNESE, J. RUEFF, M. GRIONI, G. VANKO, L. BRAICOVICH, A. BARLA, J. SANCHEZ,
R. GUSMEROLI, A. PALENZONA, L. DEGIORGI , G. LAPERTOT
Intermediate valence behavior under pressure : how precisely can we probe it by resonant
inelastic x-ray scattering ?
HPNP'04 (2004) Cologne, Allemagne
P. DALMAS DE RÉOTIER, A. YAOUANC, P. C. M. GUBBENS, S. SAKARYA, E. JIMENEZ, P. BONVILLE ,
J. A. HODGES
Thermal behaviour of the \muSR relaxation rate at high temperature in insulators
International conference on Hyperfine Interactions (2004) Bonn, Allemagne
C. DUBOURDIEU, L. FRATILA, I. MAURIN , J. VILLEGIER
Spin-Polarized Quasiparticle Injection in LaSrMnO-SrTiO- Nb Heterostructure Devices
MRS (2004) Boston, MA, USA
B. GUILLET, A. DEGARDIN, J. VILLEGIER , A. KREISLER
Fabrication of High-Tc Superconducting Hot Electron Bolometers for Terahertz Mixer
Applications
ASC04 (2004) Jacksonville, FL, USA
F. HARDY, A. HUXLEY, J. FLOUQUET, B. SALCE, G. KNEBEL, D. BRAITHWAITE, D. AOKI,
M. UHLARZ , C. PFLEIDERER
(P, T) phase diagram of the ferromagnetic superconductor URhGe
Int. Conf. on Strongly Correlated Electron Systems (2004) Karlsruhe, Allemagne
C. JOREL, J. VILLEGIER , P. FEAUTRIER
Tantalum STJ for photon counting detector
ASC 04 (2004) Jacksonville, FL, USA
W. KNAFO, S. RAYMOND, B. FAK, M. A. ADAMS, P. LEJAY , J. FLOUQUET
Low energy spin fluctuations in the heavy fermion compound Ce{0.925}La{0.075}Ru2Si2
G. KNEBEL, V. GLAZKOV, A. POURRET, P. NIKLOWITZ, G. LAPERTOT, B. SALCE , J. FLOUQUET
High pressure phase diagram of YbRh2Si2
Int. Conf. on Strongly Correlated Electon Systems (2004) Karlsruhe, Allemagne
S. RAYMOND, J. FLOUQUET, K. KUWAHARA, K. IWASA, M. KOHGI, K. KANEKO, N. METOKI,
H. SUGAWARA, Y. AOKI , H. SATO
Magnetic excitations in the heavy fermion superconductor PrOs4Sb{12}
J. VILLEGIER, E. BAGGETTA, B. DELAET, E. EBERT, W. ESCOFFIER, N. HADACEK , R. SETZU
Fabrication of Analog-to-Digital Modulators and High-Speed Single Photon Detectors in NbN
for Quantum Information Processing
Processing of Quantum Information in RSQF Circuits & Qubits (2004) Bad Honnef, Allemagne
J. VILLEGIER, E. BAGGETTA, B. EBERT, N. HADACEK , M. MAIGNAN
New design and implementation of a fast modulator in NbN technology
J. VILLEGIER, B. DELAET, W. ESCOFFIER, N. HADACEK, C. JOREL , G. LAMURA
Elaboration and Characterization of very Thin Epitaxial Ta, Nb, MoN and NbN Films on Rplane Sapphire and Silicium (100)
J. VILLEGIER, B. DELAET, P. FEAUTRIER, L. FREY, J. P. POIZAT , P. REVAUDGOUD
Fabrication and characterization of single photon detector made of ultra-thin NbN film
J. VILLEGIER, L. FRATILA , C. DUBOURDIEU
Spin-Polarized Quasiparticle Injection in LaSrMnO-SrTiO- Nb Heterostructure Devices
J. C. VILLEGIER, B. GUILLET, B. DELAET, S. CHROMIK , P. ODIER
Elaboration and patterning of HTS nanolayers applied to optoelectronic devices
ECONET workshop (2004) Bratislava, Slovaquie
P. VITUSHINSKY, A. JEREZ , M. LAVAGNA
Theoretical analysis of the transmission phase shift of a quantum dot in presence of Kondo
correlations
5ème Rencontres de Moriond en Physique Mésoscopique (2004)
SERVICE DES BASSES
TEMPERATURES
SBT
Service des Basses Températures
(SBT)
Les basses températures sont nécessaires à un grand nombre d'instruments que ce
soit pour refroidir des aimants supraconducteurs, des détecteurs ou des expériences
de physique. Le Service des Basses Températures développe les techniques
cryogéniques nécessaires pour les grands instruments de la physique (projets LHC,
ITER, LMJ…), il conçoit par ailleurs des cryoréfrigérateurs autonomes
essentiellement pour le domaine spatial.
Les activités du service sont axées sur trois thématiques :
- la réfrigération et la thermohydraulique hélium
- la cryogénie pour le projet Laser Mégajoule
- les cryoréfrigérateurs – cryogénie pour le spatial
Réfrigération et thermohydraulique hélium
Cette thématique recouvre le support aux grands instruments.
Projet LHC : maintenir les 30000 tonnes des aimants du LHC à 1.9 K nécessite des
moyens de réfrigération lourds. En collaboration étroite avec le CERN, le service a
défini les réfrigérateurs (8 modules de 2.4 kW à 1.8 K). Ces modules fabriqués par
deux industriels sont en cours d'installation. Des agents SBT sont présents sur site
en permanence pour le suivi de chantier et les tests de réceptions étalés jusqu'en
2006.
Pour maintenir les aimants à 1.9K, chaque tronçon d'une longueur de 110 m est
traversé par un tube d'échange alimenté en hélium liquide superfluide. Ce liquide
s'évapore tout le long du tube et constitue ainsi une source froide au plus prés des
aimants. La thermohydraulique en hélium superfluide diphasique dans ce tube a été
validée sur maquette au SBT. Nous poursuivons aujourd'hui nos études pour les
hautes vitesses de vapeur (upgrade du LHC) et dans le cadre d'une coopération forte
avec le CERN et le CNRS/CRTBT.
Projet ITER : Ce projet nécessite également des moyens de réfrigération importants
évalués à 65 kW à 4.5 K. L'étude d'ingénierie du système cryogénique s'est
poursuivie en prenant en compte les charges variables dues au fonctionnement
pulsé de la machine. Le système reste à optimiser pour aboutir, sur une durée de 2 à
3 ans, à une "solution de référence" devant conduire à des consultations
industrielles.
L'étude de la thermohydraulique des boucles de réfrigération des aimants (hélium
supercritique) constitue le second volet de notre implication dans ITER. Elle
nécessite un code de calcul permettant de définir les variations temporelles des
paramètres (températures, pressions, débits…). Une collaboration a été établie avec
l'institut Efremov de St Petersbourg qui a développé le code "Vincenta". Ce code a
été évalué et sera utilisé pour analyser des expériences sur les bobines modèles et
le fonctionnement des cryopompes.
L'ensemble de nos travaux sur ITER est aujourd'hui coordonné avec nos collègues
de Cadarache (DRFC) et de Saclay (DAPNIA) dans un cadre international.
Nous attendons bien entendu une décision définitive pour le site ITER.
Station d'essai 400 W : Cette nouvelle station est opérationnelle depuis octobre
2004, elle est capable de fournir 400 W à 1.8 K jusqu'à 800 W à 4.5 K. Ce nouvel
outil nous permettra de poursuivre nos études de thermohydraulique aussi bien en
hélium superfluide qu'en hélium supercritique. Elle sera proposée comme station
d'essai de composants (pompes, circulateurs,…) et pour ITER
Cryogénie pour le projet Laser Megajoule (LMJ) :
Dans le cadre du programme de simulation des armes nucléaires, 240 faisceaux
laser de forte puissance vont impacter une cible cryogénique constituée d'un petit
ballon de 2mm de diamètre. Ce ballon doit être tapissé intérieurement par une
couche solide (T~20 K) constituée du mélange fusible deutérium/tritium. Un bras
cryogénique permettra de positionner la cible au centre de la chambre d'expérience
LMJ avec des précisions très sévères tant sur le positionnement géométrique que
pour la stabilité thermique. Les cibles seront fabriquées à Valduc (Bourgogne),
transportées froides au Cesta Bordeaux où est implanté le LMJ. La Direction des
Applications Militaires (DAM) du CEA a confié au SBT l'ensemble des
développements cryogéniques du projet.
Le "cryostat échelle 1" qui est une maquette du bras cryogénique du LMJ est
opérationnel au SBT et a déjà permis de valider la thermique de la cible pour
conformer la couche DT dans des conditions satisfaisantes (rugosité et sphéricité).
Un second cryostat autonome équipé d'une pince cryogénique a été accouplé au
cryostat "échelle 1", il devra permettre de valider le transfert de cible à froid mi 2005.
Il est équipé de caméras et d'un logiciel de reconnaissance de forme capable de
piloter en automatique le transfert des cibles.
Les cibles sont couplées au bras cryogénique au travers d'un contact thermique
débrochable, ce contact thermique conditionne l'écart de température entre cible et
source froide. Un cryostat spécifique est opérationnel pour valider la meilleure
technologie de ce contact (matériaux, état de surface, force de contact,…).
Cryoréfrigérateurs et cryogénie spatiale
Les 2 modèles de vol des cryoréfrigérateurs à adsorption 300 mK pour le satellite
Herschel ont subi avec succès les tests thermiques et mécaniques. La fabrication
des modèles de rechange a commencé, livraison prévue mi 2005.
Un vaste programme de développement pour les pulse tubes haute fréquence est en
cours avec l'ESA et en partenariat avec des industriels. Pour des machines mono
étagées les performances mesurées sont très bonnes. Obtenir des températures
plus basses nécessite des machines bi étagées pour lesquelles les régénérateurs
devront être améliorés (mise en œuvre de nouveaux matériaux et optimisation de la
géométrie). Des développements importants sont en cours au SBT dans ce domaine
y compris sous les aspects simulation et modélisation numérique.
Pour les températures inférieures à 100 mK, le prototype de désaimantation
adiabatique a montré des performances encourageantes. Un second prototype est
en cours d'assemblage. Des applications pour le domaine spatial sont possibles en
Europe et au Japon.
Le prototype de dilution hybride a été validé, un travail d'analyse est en cours pour
améliorer ses performances. Les applications visées sont réservées au domaine sol.
Un programme de développement de microréfrigérateurs a été initié fin 2004, une
étude prospective se poursuivra en 2005 pour décider si le SBT s'engage dans cette
nouvelle thématique.
Autres activités
Sources d'ions RCE : Pour l'expérience ALICE, une source 200 µA de Pb27+ a été
livrée au CERN, elle doit délivrer ses premiers faisceaux en avril 2005. Il a été décidé
de mettre fin à cette activité.
Lévitation magnétique : Une nouvelle station de lévitation de l'oxygène est en cours
de montage, elle permettra de faire des expériences sur des volumes plus étendus
comparativement à l'ancienne station hydrogène. Une collaboration avec Air Liquide
est en cours pour étudier la crise d'ébullition en microgravité dans le cadre du
programme des lanceurs Ariane. Cette station permettra également de poursuivre les
études du comportement de fluides proche du point critique en microgravité, elle sera
proposée à l'ESA comme une "Ground-Based facility".
UN SPRAY RAFRAICHISSANT
Bernard Rousset - SBT - [email protected]
Le LHC représente 27 km d’accélérateur
Deux hypothèses ont alors été émises: (i)
taille sont généralement réalisées à base de
avec plus d’une tonne par mètre à refroidir
une transition progressive vers un écoulement
NbTi ou de Nb3Sn et nécessitent d’être refroi-
puis à maintenir à 1.9 K ! On étudie un sys-
annulaire, et (ii) une transition progressive vers
dies à la température de l’hélium liquide. Si,
tème modèle constitué d’un tube échangeur
un écoulement de gouttes liquides dispersées.
de plus, le champ magnétique requis est impor-
traversant de part en part les bobines elles-
Cette dernière hypothèse a été explorée en
tant, il peut être nécessaire de descendre la
mêmes immergées dans un bain statique d’hé-
développant une instrumentation adaptée. Un
température en dessous de 2.2 K et donc d’en-
lium superfluide pressurisé à 1 bar (voir Fig.
détecteur optique a permis de voir que cette
trer dans le domaine de l’hélium superfluide ou
2). Le tube échangeur est parcouru par un
augmentation de l’échange thermique appa-
HeII (voir Fig. 1). Le liquide acquiert alors des
écoulement d’hélium superfluide dit dipha-
raît de manière synchrone avec la présence de
sique: le tube est presque entièrement rempli
gouttes au sein de la phase vapeur. On peut
de liquide à l’entrée d’une chaîne de bobines
penser que le spray généré par l’arrachement
et quasiment sec en sortie; la chaleur collectée
d’embruns au niveau de la surface libre du
le long de son parcours évapore le liquide.
liquide va ensuite se déposer en paroi : les
Les bobines supraconductrices de grande
gouttes ainsi déposées pourraient alors ruisse-
Fig. 1: Diagramme d’état de 4He.
L’extraction de chaleur par l’écoulement de
ler et former un film liquide qui a été mis en évi-
superfluide diphasique se fait au travers de la
dence grâce à des capteurs capacitifs collés
surface mouillée, le coefficient d’échange ther-
sur les parois.
mique vapeur/paroi étant négligeable. On a
propriétés extraordinaires. Seules certaines
tout intérêt à avoir un niveau liquide le plus
Les questions suivantes se sont alors
sont importantes dans le cadre des applica-
élevé possible. Ceci entraîne un faible passage
posées: le film à lui seul peut-il être responsa-
tions évoquées ici : l’énorme conductivité ther-
pour la vapeur donc des frottements (pertes de
ble de l’augmentation de l’échange thermique
mique de HeII (plusieurs milliers de fois supé-
pression) importants. A saturation, la pression
? Ce film est-il réellement produit par les gout-
rieures à celle du meilleur cuivre), la propriété
est liée à la température (voir Fig. 1); un
tes ou bien par une instabilité d’écoulement
d’aller spontanément vers les zones de tempé-
accroissement des pertes de pression entraîne
anticipant une transition vers un régime annu-
rature plus élevée (ce qui peut se traduire par
une élévation non souhaitée de la température,
laire ? Pour répondre à ces questions, il fallait
la présence d’un film liquide “de Rollin” remon-
d’où l’intérêt de trouver le “bon” compromis.
des capteurs mesurant l’échange thermique
tant le long des parois). Le superfluide est le
Lors des études de dimensionnement pour le
avec les gouttes existant au sein de la phase
moyen de refroidissement des bobines du toka-
LHC, un phénomène surprenant, et très positif,
vapeur, donc des capteurs découplés de la
mak Tore Supra ainsi que du futur Large
a été mis en évidence : on observe une aug-
paroi. Nous avons donc réalisé et inséré à
Hadron Collider au CERN.
mentation de l’échange thermique aux fortes
l’intérieur du tube échangeur de tels capteurs
vitesses de vapeur, alors même qu’il ne reste
appelés “drapeaux thermiques” capables de
Pour éviter un éventuel contact entre bobi-
que très peu de liquide dans le tube. L’échange
compter les gouttes (voir Fig. 2b). L’information
nes et vapeur, le liquide superfluide au contact
dépendant essentiellement de la surface
fournie par ces “drapeaux thermiques” a
des bobines (point A, Fig. 1) doit être sous-
mouillée, ce comportement n’est plus compati-
confirmé que le film est bien responsable de
refroidi (c’est-à-dire maintenu à une pression
ble avec un écoulement diphasique stratifié.
l’augmentation de l’échange thermique et que
les gouttes sont bien à l’origine du film.
plus élevée que sa pression de saturation). Ce
sous-refroidissement se
fait au travers d’un
échangeur contenant luimême du superfluide
saturé (point B, Fig. 1).
De l’efficacité de cet
échangeur dépend le
bon fonctionnement de
la bobine !
(a)
Fig. 2:
(b)
(a) Schéma de refroidissement des bobines du LHC;
(b) Tube échangeur;
(c) Zoom sur le capteur découplé de la paroi “compteur de gouttelettes”.
(c)
ROBOTS CRYOGENIQUES
J. Manzagol - SBT - [email protected]
Les cibles cryogéniques du Laser Mega-Joule (LMJ) auront une vie mouvementée et bien sûr éphémère !
Elles seront fabriquées et chargées en mélange deutérium–tritium au CEA-VALDUC (Dijon) pour être
ensuite acheminées au CEA-CESTA (Bordeaux) où elles se volatiliseront telles de petites étoiles dans la
chambre expérimentale (diamètre 10 m) du LMJ, sous l’impact des 240 faisceaux lasers (voir Feuilles
Rouges 494, 498). Tous ces déplacements doivent se faire en maintenant la cible à basse température (~22K), le mélange devant rester liquide jusqu’à l’ultime conformation (solidification) avant le tir.
De nombreux cryostats “robots” seront nécessaires pour assurer les transferts successifs entre le lieu
de fabrication et le lieu de tir. Nous venons de débuter la phase de mise au point du prototype de l’un
Module de transfert de cible, bras déployé.
d’entre eux appelé Module de Transfert de Cibles Cryogéniques (MTCC). Ce module permet de tester le transfert de la cible entre la “valise” de transport
une fois arrivée à Bordeaux et le Porte-Cible Cryogénique (PCC) qui positionnera la cible au centre de la chambre.
La température de la cible sera régulée entre 20 et 24 K pendant le processus de transfert (~24h). Le dispositif de régulation doit absorber les variations de flux de chaleur déposé sur la cible par rayonnement, lors de son chargement, lors du déploiement du bras télescopique (1m de course) et surtout
lors de l’ouverture de l’écran thermique afin de rendre la cible accessible. Cette régulation sera entièrement autonome car, lors des phases d’accostage,
le cryostat est déconnecté de toute source d’énergie pendant plusieurs minutes.
a
b
.
CEA-GRENOBLE
Articles
D. BEYSENS
L'effet des vibrations sur la matière inhomogène : quelques études en apesanteur
Compte rendus mécanique, 332, 457-465 (2004)
S. GAMMINO, L. TORRISI, G. CIAVOLA, L. ANDO, L. CELONA, S. MANCIAGLI, J. KRASA, L. LASKA,
M. PFEIFER, K. ROHLENA, A. M. MEZZASALMA, C. GENTILE, A. PICCIOTTO, J. WOLOWSKI,
E. WORYNA, J. BADZIAK, P. PARYS, D. HITZ, G. D. SHIRKOV
The electron cyclotron resonance coupled to laser ion source for charge state enhancement
experiment: Production of high intensity ion beams by means of a hybrid ion source
A. GIRARD, D. HITZ, G. MELIN, K. SEREBRENNIKOV
Electron cyclotron resonance plasmas and electron cyclotron resonance ion sources: Physics
and technology (invited)
Review of Scientific Instruments, 75, 1381-1388 (2004)
A. GIRARD, D. HITZ, G. MELIN, K. SEREBRENNIKOV, C. LECOT
Self-consistent modeling of electron cyclotron resonance ion sources
J. M. GIRARD, I. ROBERT, E. MOREAU, B. GAYRAL, I. ABRAM
InAs quantum dots: artificial atoms for solid-state quantum optics
Physics of Semiconductors 2002, Proceedings, 171, 11-20 (2003)
D. HITZ, A. GIRARD, K. SEREBRENNIKOV, G. MELIN, D. CORMIER, J. M. MATHONNET, J. CHARTIER,
L. SUN, J. P. BRIAND , M. BENHACHOUM
Production of highly charged ion beams with the Grenoble test electron cyclotron resonance
ion source (plenary)
H. KOIVISTO, P. SUOMINEN, O. TARVAINEN, D. HITZ
A modified permanent magnet structure for a stronger multipole magnetic field
R. NARHE, D. BEYSENS, V. NIKOLAYEV
Contact line dynamics in drop coalescence and spreading
Langmuir, 20, 1213-1221 (2004)
G. PAQUIGNON, D. BRISSET, B. CATHALA, V. LAMAISON, D. CHATAIN, P. BONNAY, E. BOULEAU,
J. P. PERIN
First results on the prototype of the Laser-Megajoule cryotarget positioner
Fusion Science and Technology, 45, 282-285 (2004)
P. SUOMINEN, O. TARVAINEN, H. KOIVISTO, D. HITZ
Optimization of the Halbach-type magnetic multipole for an electron cyclotron resonance ion
source
S. CLAUDET, G. FERLIN, F. MILLET, E. ROUSSEL, J. P. SENGELIN
Two 100 m Unvar (R) transfer lines at CERN : design principles and operating experience for
helium refrigeration
International Cryogenic Engineering Conference 20 (2004) Pékin (Chine)
L. DUBAND, R. L. CLERC, L. GUILLEMET, R. VALLCORBA
Herschel sorption coolers qualification models
International cryocooler conference (2004) New Orleans (USA)
C. HILL, D. KUCHLER, R. SCRIVENS, D. HITZ, L. GUILLEMET, J. CHARTIER, R. LEROY,
J. Y. PACQUET
GTS-LHC : a new source for the LHC ion injector chain
16th International Workshop on ECR ion sources (2004) Berkeley ((USA)
D. HITZ, M. DELAUNAY, A. GIRARD, L. GUILLEMET, J. M. MATHONNET, J. CHARTIER,
F. W. MEYER
All-permanet magnet ECR ion sources for the ORNL-MIRF upgrade project
16 International Workshop on ECR ion sources (2004) Berkeley (USA)
D. HITZ, A. GIRARD, D. GUILLAUME, L. GUILLEMET, P. SEYFERT, J. CHARTIER, J. M. PONCET,
L. T. SUN
Design study of a hybrid ECRIS
16th International Workshop on ECR ion sources (2004) Berkeley (USA)
V. LAMAISON, D. BRISSET, B. CATHALA, G. PAQUIGNON, P. BONNAY, D. CHATAIN, D. COMMUNAL,
J. P. PÉRIN
The laser Megajoule cryotarget thermal regulation
International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 20) (2004) Pékin (Chine)
N. LUCHIER, L. DUBAND
Small adiabatic demagnetization refrigerator for space missions
International Cryocooler Conference (2004) New Orleans (USA)
F. MILLET, S. CLAUDET, G. FERLIN, L. TAVIAN
1.8 K refrigeration units for the LHC : performance assessment of pre-series units
J. M. PONCET, I. CHARLES, A. GAUTHIER, T. TROLLIER
Low temperature high frequency pulse tube cooler using precooling
International Cryocooler Conference (2004) Nouvelle Orleans (USA)
B. ROUSSET, P. THIBAULT, S. PERRAUD, L. PUECH, P. E. WOLF, R. V. WEELDEREN
Heat transfer enhancement of He II co-current two phase flow in the presence of atomisation
L. SUN, Y. CAO, H. W. ZHAO, X. H. GUO, Z. M. ZHANG, Y. C. FENG, D. HITZ , A. GIRARD
Theoretical and experimental studies of the extracted MCI beam from an ECR ion source
16th International Workshop on ECR ion sources (2004) Berkeley (USA)
T. TROLLIER, A. RAVEX, I. CHARLES, L. DUBAND, J. MULLIÉ, P. BRUINS, T. BENSCHOP, M. LINDER
Performance test results of a miniature 50 to 80 K pulse tube cooler
Internationa Cryocooler Conference 13 (2004) New Orleans (USA)
G. R. ZAHN, J. L. DUCHATEAU, W. H. FIETZ, B. GRAVIL, R. HELLER, F. M. S. NICOLLET,
P. CHESNY
Design of a cooling system for the cold test of the Iter TF coils before installation
Internation Cryogenic Engineering Conference I20 (2004) Pékin (Chine)
SERVICE DE CHIMIE
INORGANIQUE ET BIOLOGIQUE
SCIB
Service de Chimie Inorganique et Biologique
(SCIB)
Les thématiques de recherche du Service de Chimie Inorganique et Biologique
appartiennent à deux grands domaines de la chimie moléculaire : la chimie à la
frontière avec la biologie et la chimie moléculaire des métaux. Ses recherches
s’appuient sur des moyens spectroscopiques importants, en particulier en RMN et
RPE. L’année 2004 a d’ailleurs vu la création du Laboratoire de Résonances
Magnétiques, regroupant de façon plus cohérente l’ensemble des activités en RMN
et RPE du SCIB, allant de la gestion des instruments, aux développements
instrumentaux et aux méthodes théoriques associées. L’approche qui est présente
dans toutes les activités du SCIB, conjugue synthèse de molécules originales,
analyses physico-chimiques, spectroscopies avancées, et un volet de modélisation
théorique permettant l’interprétation et la rationalisation des résultats expérimentaux.
Spectroscopies de résonances magnétiques
Cette année 2004 a été marquée par l’installation d’un spectromètre impulsionnel de
Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Des résultats originaux ont été
obtenus sur ce spectromètre au cours de l’année. En effet en collaboration avec les
chimistes du LAN, les radicaux libres impliqués dans la dégradation du matériel
génétique ont pu être observés en direct, avec une résolution temporelle et une
sensibilité sans équivalence par rapport aux équipements que possédait le
laboratoire jusqu’à présent. Ce type d’étude a été possible en couplant la détection
RPE à une irradiation laser des échantillons afin de générer les radicaux recherchés.
Ce système est unique en France. Les calculs de chimie quantique également
réalisés au Laboratoire permettent de simuler les observables et d’asseoir ainsi les
interprétations expérimentales. Cette approche transverse, qui combine la chimie, la
spectroscopie et la théorie permet au SCIB de présenter une démarche cohérente
dans ce volet de la radiobiologie.
Dans le domaine de la chimie moléculaire des métaux lourds et notamment dans la
mise au point de polymères à base de cyclodextrines modifiées, synthétisés en RI
pour obtenir des matériaux décontaminants, la RMN haute résolution en phase solide
du carbone treize a été une technique de choix. Elle a permis non seulement de
caractériser les polymères synthétisés mais aussi de démontrer quels étaient les
sites d’interactions des métaux dans les matériaux élaborés. Par exemple, dans le
cas du chrome nous avons démontré que sous forme bichromate il se localisait à
l’intérieur des cavités de la cyclodextrine tandis que sous forme de chromate, il était
bien piégé dans le polymère mais ne pénétrait pas à l’intérieur des cavités définies
par les cyclodextrines.
Chimie moléculaire des métaux
Deux axes sont développés en chimie de coordination. Le premier est lié à
l’élaboration d’architectures moléculaires présentant des propriétés électroniques ou
spectroscopiques particulières, pouvant être modulées grâce à un adressage externe
(champ électrique, photons, …). Les systèmes étudiés au SCIB sont basés sur des
porphyrines métalliques présentant une stabilité, les complexes de radicaux libres
nitroxyde à transition de spin ou les complexes de terres rares luminescents.
Le deuxième volet de la chimie des métaux est lié à des préoccupations tournées
vers l’environnement et la santé, et concerne plus particulièrement les éléments f et
les métaux lourds (mercure, cadmium, …)
Dans le domaine de la chimie des éléments f associée à la discrimination
actinides/lanthanides (An3+/Ln3+), parmi tous les travaux menés en 2004, un
ensemble d’études théoriques au niveau de la chimie quantique a été achevé. Nous
avons montré tout d’abord que certaines méthodes de DFT pouvaient décrire les
propriétés structurales d’un ion lourd tel que Am3+. Enfin, nous avons pu caractériser
et comparer à l’aide de telles méthodes la liaison chimique entre un ion d’élément f
(Ln3+, U3+, Am3+) et un ligand azoté, tel que ceux utilisés actuellement pour les
recherches sur l’extraction sélective des actinides mineurs. Il ressort clairement de
ces études systématiques que la liaison Am3+ -ligand est très similaire à la liaison
Ln3+ -ligand, étant essentiellement de nature ionique. Cependant avec certains
ligands azotés, il est possible de voir apparaître une contribution covalente. Des
études à un niveau théorique plus sophistiqué confirment ces résultats. La synthèse
au laboratoire de tels ligands est en cours pour tenter d’apporter des informations
expérimentales en parallèle à ces résultats théoriques.
Les complexes de gadolinium sont étudiés au laboratoire pour leur propriété d’agents
de contraste en imagerie médicale. Dans ce cadre, des avancées à la fois au niveau
théorique et au niveau des applications in vivo ont été réalisées. En effet, un
nouveau modèle théorique a été mis au point pour décrire de façon plus fiable que
les modèles existants auparavant les propriétés électroniques (temps de relaxation
électronique) du complexe de gadolinium. De plus des essais réalisés au CHU de
Grenoble en imagerie in vivo sur des rats ont montré une prise de contraste
intéressante à la périphérie des zones tumorales, en présence d’un complexe de
gadolinium avec une
-cyclodextrine modifiée.
Chimie à l’interface avec la biologie
Les travaux en 2004 ont porté sur l’étude des mécanismes de formation des lésions
de l’ADN, leur mesure in vivo, l’évaluation de leurs conséquences biochimiques, le
rôle des métaux et les développements technologiques issus de ces recherches.
Identification de mécanismes lésionnels
Les mécanismes de formation des lésions de l’ADN sont étudiés sur des bases
théoriques ou sur des modèles chimiques puis vérifiés in vivo dans des cellules
animales ou humaines.
Nous avons poursuivi l’identification de nouvelles lésions de l’ADN induites par les
rayonnements ionisants. Ce travail, actuellement centré sur une modification de la
cytosine, est rendu difficile par le fait que la lésion ne se forme que dans l’ADN. Les
études physico-chimiques effectuées semblent indiquer que cette lésion représente
un site dit "multi-lésé" formant un pontage entre un sucre modifié et la cytosine, ce
qui pourrait donner un fort impact biologique à cette nouvelle lésion. L’identification
d’un autre pontage entre ADN et protéine, induit par une oxydation à un électron de
l’ADN, constitue lui aussi une première observation dont l’importance a été soulignée
par le prix "young investigator award" décerné à Sandrine Perrier par le comité
scientifique du congrès : VIIIth International Workshop - Radiation damage to DNA
(Banff, Canada, 25-30 Mai 2004). Les résultats récents obtenus notamment sur la
cinétique de formation des lésions, nous permettent aujourd’hui de proposer un
mécanisme chimique cohérent. Il faut ajouter que dans le cadre de l'étude de l'effet
du rayonnement ionisant, des résultats obtenus avec des ions lourds au GANIL
montrent que dans l'ADN isolé comme dans les cellules en culture, l'ionisation directe
de l'ADN par les particules joue un rôle mineur par rapport à l'action des radicaux
issus de la radiolyse des molécules d'eau.
L’ensemble des travaux réalisés depuis des années au LAN sur les dommages
induits par les rayonnements ultraviolets se sont vu récompensés par l’obtention
par Jean Cadet du prix de l’American Society for Photobiology. Les travaux du LAN
ont pu montrer clairement le risque que font courir à la santé les UVA, qui sont les
UV les moins énergétiques mais les plus intenses dans la lumière solaire. Nous
avons en effet démontré pour la première fois dans des cellules humaines, que
comme les UVB, ils induisaient des dimères de type cyclobutane, et en quantités
plus
importantes
que
les
dommages
oxydatifs
jusqu'alors
supposés
être
responsables de la mutagenèse UVA. La vitesse de réparation de ces dimères dans
les cellules exposées aux UVA a été déterminée et semble moins rapide qu'après
une exposition aux UVB. L'ensemble de ce travail de thèse suggère que les dimères
cyclobutane seraient de bons marqueurs d'exposition aux UVA comme aux UVB
solaires dans la peau. La faisabilité technique de leur mesure a d'ailleurs été validée
sur des explants cutanés humains.
L'autre grand résultat en photobiologie est l'étude de la réponse des microorganismes au rayonnement ultraviolet, notamment dans le cadre de l'exobiologie
spatiale (Contrats CNES et ESA). La collaboration avec l'équipe du Prof. Horneck
(Cologne, Allemagne) sur la résistance de diverses souches bactériennes s'est
renforcée. Des résultats importants sur les causes moléculaires de la spécificité de la
photochimie des spores bactériens ont été obtenus, en collaboration avec le
laboratoire de Peter Setlow (Farmington, Connecticut, USA). Nous avons en effet
montré l'importance d'une classe de protéines dans la formation d'un photoproduit
spécifique des spores.
L’étude de divers types d'adduits formés à la suite d’un stress oxydant a beaucoup
progressé dans l’identification de ces dérivés dans des conditions biologiques. La
HPLC-MS/MS, outils très sensible et spécifique, nous a ainsi permis d’identifier et de
mesurer dans des leucocytes du sang humain, les lésions de l’ADN (ethenobases)
formées par réaction d’aldéhydes issus de la peroxydation lipidique. Cet effet,
secondaire au stress oxydant, est d’autant plus important que les dérivés d’oxydation
directe sont extrêmement fragiles et l’objet d’artéfact. Par la même technique, nous
avons été à même de mesurer plusieurs lésions de l’ADN, incluant l’incontournable
8-oxodGuo, mais aussi la 5-chloro-2’-désoxycytidine, lésion pouvant être formée par
l’acide hypochloreux (HOCl) synthétisé par la myéloperoxidase, enzyme induit lors
de processus d’inflammation. Ces travaux, faisant suite à notre collaboration avec le
laboratoire du Dr Mitsuharu Masuda (Tokyo), nous permettent d’envisager d’utiliser
cette lésion (et aussi des 8-chloropurines) comme un biomarqueur de l’inflammation.
Réparation et conséquences cellulaires des lésions
Nous avons poursuivi nos travaux de synthèse d’oligonucléotides porteurs d’une
lésion chimiquement définie, en les élargissant à de nouveaux dérivés : diol de
thymine, cyclopyrimidines, combinaison de sites abasiques, oxopurines, pyrimidines
oxydées, acide cyanurique. Nous avons ainsi montré que l’acide cyanurique est
réparé par la méthylpurine DNA N-glycosulase (Mpg) mais ne peut pas être réparé
par les glycosylases spécifiques des dérivés d’oxydation comme OGG1 ou Nth à la
différence de la 8oxoGuanine.
Ces travaux permettent d’approcher le risque létal ou mutagène de ces lésions. Nous
avons aussi obtenu des résultats très originaux montrant que les photoproduits des
bases pyrimidiniques ne sont pas réparés de la même manière. Si les photoproduits
6-4 sont réparés rapidement après une exposition aux ultraviolets B, les dimères TT
ou TC sont eux très lentement réparés. La spécificité de nos outils analytiques
permet d'affirmer que la vitesse de réparation, pour un type de photoproduit donné,
ne dépend pas de la nature des bases pyrimidine qui le composent.
Nous avons aussi montré que l’effet du vieillissement sur les capacités de réparation
pouvait être étudié sur des cellules cutanées en culture, sur lesquelles en sus de
l’effet de l’âge nous avons pu mettre en évidence une différence entre les cellules
prélevées sur des zones du corps exposées ou non exposées au soleil.
Métabolisme des métaux et lésions de l’ADN
Nous avons poursuivi nos recherches sur le rôle protecteur du zinc dans deux
directions. Une étude de son rôle protecteur sur cellule ou sur animal qui s’est avéré
efficace dans la protection vis-à-vis des lésions de l’ADN induites par le Cadmium.
L'étude des mécanismes moléculaires régulant le zinc cellulaire s'est poursuivie.
Dans ce cadre, nous avons identifié un nouveau transporteur dont la localisation
unique dans les cellules produisant l’insuline permet d’envisager son utilisation dans
la recherche de nouveaux médicaments contre le diabète. Nos travaux ont aussi
confirmé le rôle protecteur de la protéine normale PrP, hélas mutée dans l’ESB dite
maladie de la vache folle, vis-à-vis des stress induits par les métaux. Toutefois nous
démontrons que cette protéine n’est pas un transporteur membranaire du zinc,
contrairement à ce qui avait été suggéré par d’autres équipes.
L’ensemble de ces travaux se poursuit dans le cadre du programme toxicologie
nucléaire.
Applications technologiques
Nous avons amélioré les outils de mesure de la réparation de l’ADN en les
miniaturisant progressivement pour en faire des nano-outils.
Nos puces à réparation NER ont été validées et nous avons entamé la phase d’étude
de leurs applications dans le domaine de la cosmétologie (test d’ingrédients stimulant
la réparation) sur des peaux reconstituées et sur des cellules en culture, ainsi qu'en
radiobiologie.
Nous avons transféré la technologie de nos puces BER sur support Olisa, d’une
technique par lecteur fluorimétrique à une lecture colorimétrique paradoxalement
plus sensible. Enfin, nous avons élargi le type de réparation mesuré sur ces puces
par la mise au point de la mesure de l’activité de réparation de la O6-methylguanine,
qui est impliquée dans des phénomènes de chimiorésistance.
Nous développons une sonde originale de type "hairpin" par transfert de
fluorescence qui permettra une lecture par des nanotechniques sur cellule isolée.
Pour faciliter ces applications technologiques nous avons en 2004 installé au LAN
une plateforme "puces à réparation de l’ADN", dotée d’un robot de spotage et d’un
lecteur laser.
LA RESONANCE MAGNETIQUE AU SECOURS DU PATRIMOINE
M. Bardet - SCIB - [email protected]
Des objets malmenés par
les siècles
La RMN solide, un outil adapté
RMN obtenus (voir Fig. 2) sur des échantillons
peu dégradés donnent des spectres très sem-
La résonance magnétique nucléaire (RMN)
blables à ceux de bois actuels, avec les
13C
en phase solide
signaux classiques caractéristiques des cellulo-
gés sont particulièrement fragiles car, gorgés
répond à ces différents critères. Cette tech-
ses, des hémicelluloses et des lignines. En
d’eau, ils peuvent se dégrader rapidement s’ils
nique spectroscopique mesure la réponse des
revanche, dans les bois dégradés, on note, en
sont séchés sans précaution. En effet, l’eau en
noyaux des atomes de carbone à des varia-
fonction de leur état de dégradation, d’abord
prenant la place des constituants du bois
tions de champ magnétique. Le signal dépend
une diminution de la concentration des hémi-
dégradés au fil des décennies, maintient les
de l’environnement chimique des atomes et
celluloses puis des celluloses. Les spectres enre-
objets dans leur forme mais de manière éphé-
permet donc de repérer chacun des consti-
gistrés ne présentent pas de nouveau signal ni
mère. Toute restauration nécessite donc une
tuants d’un mélange, les lignines et les cellulo-
d’élargissement des signaux caractéristiques.
caractérisation préalable du matériau et des
ses dans le cas du bois. De plus, elle offre la
Les objets archéologiques retrouvés immer-
haute résolution du
possibilité d’analyser des échantillons solides
de masse allant d’une dizaine à quelques centaines de milligrammes. La pertinence de cette
technique pour évaluer l’état de préservation
d’objets en bois du patrimoine archéologique
est donc évidente.
L’exemple des pirogues
immergées
Le processus de dégradation
élucidé
Ces points démontrent que les produits
issus de la dégradation des polysaccharides
ont été solubilisés puis entraînés à l’extérieur
des bois. Sur les spectres des bois les plus
dégradés, le rapport entre les intensités des
signaux caractéristiques des celluloses et des
lignines est dix fois plus faible que pour les
Fig. 1: Une pirogue, en bon état, retrouvée
immergée au Portugal.
dégâts qu’il a subis. Un facteur important est
En collaboration avec l’atelier ARC-
bois en bon état. Concernant la lignine elle-
Nucleart de la DRT, nous nous sommes intéres-
même, elle n’a pas été affectée par les condi-
sés à des échantillons de bois prélevés sur des
tions de stockage des pirogues. Ces constata-
pirogues de l’époque médiévale retrouvées
tions sont donc en faveur d’une dégradation
sous l’eau au Portugal (voir Fig. 1). Les objets
sélective des matériaux, des polysaccharides
étudiés présentaient une gamme de dégrada-
dans le cas présent, dont les produits de
tion très étendue et pouvaient contenir jusqu’à
dégradation, solubles dans l’eau, ont été
huit fois plus d’eau que de bois. Les spectres
entraînés à l’extérieur des bois. Ce travail montre que la RMN du solide
issu des concentrations respectives des bio-
peut fournir des informa-
polymères constituant le bois que sont les cel-
tions permettant de mieux
luloses (des polysaccharides) et les lignines
définir les conditions de
(des polymères contenant des groupements
restauration de ces bois,
phénoliques).
comme par exemple le
choix des polymères utili-
Une caractérisation délicate
sés pour remplacer la cellulose manquante.
Les techniques employées pour quantifier
ces composés doivent respecter certaines
contraintes. Ainsi, il faut éviter la mise en solution des échantillons, étape impossible à réaliser sans une dégradation chimique plus ou
moins importante des différents biopolymères
du bois. De plus, la taille des prélèvements
effectués sur les objets doit être évidemment la
plus petite possible.
Fig. 2: Spectres RMN d’échantillons de bois immergés. Les signaux repérés par des flèches correspondent aux celluloses (rouge), hémicelluloses
(bleu) et lignines (vert). L’intensité des spectres est normalisée par rapport au signal le plus intense des celluloses.
QUAND L’ADN FAIT DU GRAS
T. Douki - SCIB - [email protected]
Les cellules contiennent en permanence des radicaux libres et sont équipées de systèmes de défense adaptés. Cependant, ces défenses peuvent être
débordées quand la concentration en radicaux augmente trop, par exemple lors d’une irradiation ou d’une exposition à certaines substances (fumée de
cigarette, métaux …). Des réactions d’oxydation des biomolécules ont alors lieu, c’est le “stress oxydant”. L’ADN du génome peut ainsi être directement
atteint, en augmentant les risques de vieillissement et de cancérisation.
Les acides gras des membranes sont aussi la cible du stress oxydant, qui y déclenche une réaction
d’oxydation en chaîne appelée peroxydation lipidique. Ce processus conduit à la libération de petites
molécules réactives, en particulier le 4-hydroxynonenal (HNE), qui peuvent diffuser dans la cellule et réagir
avec ses composants, dont l’ADN. C’est un mécanisme indirect de dommage oxydatif du génome (voir
figure).
Nous avons quantifié, par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, le taux de
formation d’une dizaine de lésions différentes, induites par le HNE dans des cellules humaines. Nous
avons ensuite mesuré l’efficacité avec laquelle les cellules pouvaient réparer ces différents dommages. La
base anormale formée majoritairement - un produit d’addition (un “adduit”) entre la guanine et le HNE est aussi la moins bien éliminée. La combinaison d’un rendement de formation important et d’une mau-
Dommages oxydatifs de l’ADN d’une cellule
induits directement (1) ou par réaction avec le 4hydroxynonenal issu de l’oxydation des acides
gras membranaires (2).
vaise réparation suggère que cet adduit joue un rôle délétère important.
UN CHAPERON POUR METAUX TOXIQUES
Pascale Delangle - SCIB - [email protected]
L’élaboration d’agents de décorporation des métaux lourds toxiques représente un enjeu environnemental majeur. Dans ce but, nous nous sommes naturellement inspirés du monde vivant. En effet, les cellules possèdent des protéines capables de transporter et fixer les ions métalliques nécessaires au fonctionnement de l’organisme (fer, cuivre, oligo-éléments). Malheureusement, ces mêmes protéines peuvent aussi fixer des métaux lourds toxiques issus de la
pollution, comme le plomb, le mercure ou le cadmium. Les recherches menées au laboratoire, soutenues par le programme de toxicologie nucléaire,
devraient permettre la mise au point de nouveaux agents complexant spécifiquement les métaux toxiques, mais aussi de mieux comprendre les modes d’interaction des ions lourds avec les protéines.
En collaboration avec un laboratoire de la Direction des Sciences du Vivant, nous nous sommes récemment intéressés à la métallo-chaperonne Atx1,
protéine impliquée dans le transport du cuivre (I), qui peut également fixer d’autres métaux lourds comme le mercure ou le cadmium. Nous avons synthétisé, en collaboration avec une équipe de l’ université Joseph Fourier de Grenoble, une molécule cyclique constituée d’acides aminés (peptide cyclique)
afin de modéliser le site de fixation du métal dans laaprotéine. La complexation debdifférents métaux lourds par cette molécule modèle a été mise en évidence par résonance magnétique nucléaire et spectrométrie de masse, avec une sélectivité plus marquée pour les ions Hg2+ et Cu+ par rapport à Pb2+, Cd2+ et Zn2+. La structure du complexe formé avec
le mercure a pu être déterminée en solution et montre que le peptide choisi est un excellent modèle strucSchéma de formation du complexe peptide-mercure: seuls les deux atomes de soufre du peptide
se lient au mercure.
tural du site de complexation de la protéine. Dans l’avenir, un choix judicieux des acides aminés présents dans le peptide permettra le développement de molécules complexantes de métaux lourds ciblés.
.
CEA-GRENOBLE
DE L’INFLAMMATION CHRONIQUE AU CANCER ?
Jean-Luc Ravanat - SCIB - [email protected]
Lors d’une inflammation, le corps humain fabrique un acide (HOCl) afin de lutter contre les agents pathogènes. Nous avons montré que cet
acide dégrade l’ADN en le chlorant, ce qui pourrait être à l’origine de mutations et de cancers dans les cas d’inflammation chronique.
Ce travail original est le résultat d’une collaboration avec le Centre International de Recherche sur le Cancer basé à Lyon et une équipe japonaise (Université de médecine de Kyoto). Durant le processus inflammatoire, l’acide hypochloreux HOCL (qui est la molécule active de l’eau de
Javel) est produit dans le corps humain par une enzyme, la myéloperoxidase, secrétée par les macrophages.
Dans un premier temps, nous avons traité par l’acide HOCL de l’ADN isolé. Nous avons identifié
les différents produits de réaction de HOCl avec les quatre bases nucléiques, et il est apparu que la
cytosine est la cible préférentielle de la chloration.
Dans un deuxième temps, nous avons traité des cellules par de faibles concentrations de HOCl,
comme dans le cas de la sécrétion dûe à l’inflammation. Pour quantifier les bases chlorées présentes
en faible nombre, nous avons mis au point une méthode analytique sensible comprenant l’hydrolyse
de l’ADN et une analyse des bases nucléiques par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. En mesurant les lésions non seulement dans l’ADN mais aussi dans l’ARN, nous avons
confirmé, au niveau cellulaire, la chloration préférentielle de la cytosine.
Pour détruire les agents pathogènes (en rose),
les macrophages (en bleu) libèrent de la myéloperoxidase (myélo) qui produit HOCl. Ce
composé risque également de diffuser vers le
noyau cellulaire et chlorer l’ADN.
ZINC ET INSULINE
Michel Sève - SCIB - [email protected]
L'insuline joue un rôle vital dans le corps humain en permettant la mise en réserve - dans le foie et les muscles - du sucre apporté par les aliments. Sa déficience est une cause majeure de diabète. Notre équipe vient de découvrir une protéine responsable du transport du zinc dans les
vésicules cellulaires secrétant l'insuline. Le zinc, en effet, se révèle être un facteur clef pour la complexation et le stokage de l'insuline.
Dans l’organisme, l’insuline est produite par des cellules spécialisées, dites cellules bêta, se trouvant dans le pancréas. L’insuline y est stockée, à l’état solide, dans des vésicules sous forme de complexes cristallins avec des ions zinc (Zn2+). L’apport de ces ions métalliques est donc nécessaire à une bonne disponibilité de l’insuline.
On connaissait jusqu’à maintenant sept protéines responsables du transport du zinc dans divers type de cellules. Nous en avons récemment caractérisé une
huitième, dénommée ZnT-8, et nous avons séquencé le gène qui la code. Nous avons aussi montré que cette protéine s’exprime uniquement dans le pancréas.
De plus, une étude par imagerie de fluorescence a démontré que ZnT-8 est
localisée à l’intérieur des cellules bêta du pancréas dans les vésicules contenant l’insuline (voir figure).
Ces résultats suggèrent que ZnT-8 joue un rôle primordial dans la gestion cellulaire du stock de zinc et de sa disponibilité pour le stockage de l’insuline. Le bon fonctionnement de cette protéine pourrait donc être un paramètre important dans les pathologies diabétiques.
Détection par fluorescence de la protéine ZnT-8 et de l’insuline dans des cellules.
F. BRAVARD
Complexation des cations lanthanides trivalents par des ligands azotés et oxygénés : études
physico- chimiques de l'association et de la sélectivité de solution
Université Joseph Fourier - Grenoble I France 8/10/04
S. COURDAVAULT
Identification de paramètres biologiques, lésions de l'ADN, représentatifs de la photoprotection
chez l'homme
Université Joseph Fourier - Grenoble I France 26/10/04
Articles
D. ANGELOV, F. LENOUVEL, F. HANS, C. W. MÜLLER, P. BOUVET, J. BEDNAR, N. MOUDRIANAKIS,
J. CADET, S. DIMITROV
The histone octamer is "invisible" when NF-kB binds to the nucleosome
Journal of Biological Chemistry, 279, 42374-42382 (2004)
C. BAFFERT, I. ROMERO, J. PÉCAUT, A. LIOBET, A. DERONZIER, M. N. COLLOMB
Synthesis and structural characterization of five-, six-, and seven-coordinate mononuclear
manganese(II) complexes with N-tridentate ligand
Inorganica Chimica Acta, 357, 3430-3436 (2004)
M. BARDET, M. F. FORAY, S. MARON, P. GONCALVES , Q. K. TRAN
Characterization of wood components of Portuguese medieval dugout canoes with highresolution solid-state NMR
Carbohydrate Polymers, 57, 419-424 (2004)
M. BARDET, S. MARON, M. F. FORAY, M. BERGER, A. GUILLERMO
Investigation of gamma-irradiated vegetable seeds with high-resolution solid-state C-13 NMR
Radiation Research, 161, 458-463 (2004)
E. BELORIZKY , P. H. FRIES
Simple analytical approximation of the longitudinal electronic relaxation rate of Gd(III)
complexes in solutions
Physical Chemistry Chemical Physics, 6, 2341-2351 (2004)
C. BERR, M. J. RICHARD, V. GOURLET, C. GARREL, A. FAVIER
Enzymatic antioxidant balance and cognitive decline in aging--the EVA study
European journal of epidemiology, 19(2), 133-138 (2004)
F. BRAVARD, C. ROSSET, P. DELANGLE
Cationic lanthanide complexes of neutral tripodal N,O ligands: enthalpy versus entropy-driven
podate formation in water
Dalton Transactions, 2012-2018 (2004)
C. BUCHER, J. C. MOUTET, J. PÉCAUT, G. ROYAL, E. SAINT-AMAN , F. THOMAS
Redox-triggered molecular movement in a multicomponent metal complex in solution and in
the solid state
Inorganic Chemistry, 43(13), 3777-3779 (2004)
J. CADET, S. BELLON, T. DOUKI, S. FRELON, D. GASPARUTTO, E. MULLER, J. P. POUGET,
J. L. RAVANAT, A. ROMIEU, S. SAUVAIGO
Radiation-Induced DNA damage: formation, measurement, and biochemical features
Journal of Environmental Pathology, Toxicology and Oncology, 23, 33-43 (2004)
J. CADET, T. DOUKI, D. GASPARUTTO, J. L. RAVANAT
Oxidative damage to DNA: formation, measurement and biochemical features
Mutation Research-Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 531, 5-23 (2003)
J. CADET, T. DOUKI, D. GASPARUTTO, J. L. RAVANAT, S. SAUVAIGO
Oxidative damage to cellular DNA: formation and biological features
Mutagenesis, 19, 499-499 (2004)
S. CHARDON-NOBLAT, O. HORNER, B. CHABUT, F. AVENIER, N. DEBAECKER, P. JONES, J. PECAUT,
L. DUBOIS, C. JEANDEY, J. L. ODDOU, A. DERONZIER , J. M. LATOUR
Spectroscopic and electrochemical characterizations of an aqua ligand exchange and
oxidatively-induced deprotonation in diiron complexes
Inorganic Chemistry, 43(5), 1638-1648 (2004)
M. P. CHARLES, J. L. RAVANAT, D. ADAMSKI, G. D'ORAZI, J. CADET, A. FAVIER, F. BERGER,
D. WION
N6-methyldeoxyadenosine, a nucleoside commonly found in prokaryotes, induces C2C12
myogenic differentiation
Biochemical and Biophysical Research, 314, 476-482 (2004)
M. CHAZAL, E. ROUX, C. ALAPETITE, C. ROULIN, E. MOUSTACCHI, T. DOUKI, C. BAUDOUIN,
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Interexperimental and interindividual variations of DNA repair capacities after UB-B and UVC irradiations of human keratinocytes and fibroblasts
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F. CHIMIENTI, S. DEVERGNAS, A. FAVIER, M. SÈVE
Identification and cloning of a beta-cell-specific zinc transporter, ZnT-8, localized into insulin
secretory granules
Diabetes, 53, 2330-2337 (2004)
A. R. COLLINS, J. CADET, L. MÖLLER, H. E. POULSEN, J. VIÑA
Are we sure we know to measure oxidative base damage to DNA in human cells?
Archives of Biochemistry and Biophysics, 423, 57-65 (2004)
J. P. COSTES, G. NOVITCHI , C. LEBRUN
Synthesis and caracterization of new heterodinuclear (4f,4f') lanthanide complexes
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S. COURDAVAULT, C. BAUDOIN, M. CHARVERON, A. FAVIER, J. CADET, T. DOUKI
Thymine cyclobutane dimers are major DNA lesions in UVA-irradiated human skin cells
Mutation Research, 556, 135-142 (2004)
S. COURDAVAULT, C. BAUDOUIN, M. CHARVERON, A. FAVIER, J. CADET, T. DOUKI
Larger yield of cyclobutane dimers than 8-oxo-7,8-dihydroguanine in the DNA of UVAirradiated human skin cells
Mutation Research Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 556, 135-142
(2004)
S. COURDAVAULT, C. BAUDOUIN, S. SAUVAIGO, S. MOURET, S. CANDÉIAS, M. CHARVERON,
A. FAVIER, T. DOUKI
Unrepaired cyclobutane pyrimidine dimers do not prevent proliferation of UVB-irradiated
cultured human fibroblasts
B. D'AUTREAUX, O. HORNER, J. L. ODDOU, C. JEANDEY, S. GAMBARELLI, C. BERTHOMIEU,
J. M. LATOUR, I. MICHAUD-SORET
Spectroscopic description of the two nitrosyl-iron complexes responsible for fur inhibition by
nitric oxide
Journal of the American Chemical Society, 126(19), 6005-6016 (2004)
S. DEVERGNAS, F. CHIMIENTI, N. NAUD, A. PENNEQUIN, Y. COQUEREL, J. CHANTEGREL, A. FAVIER,
M. SÈVE
Differential regulation of zinc efflux transporters Zn T-1, ZnT-5 and ZnT-7 gene expression
by zinc levels : a real-time RT-PCR study
Biochemical Pharmacology, 68, 699-709 (2004)
C. DHERIN, D. GASPARUTTO, T. R. O'CONNOR, J. CADET, S. BOITEUX
Excision by the human methylpurine DNA N-glycosylase of cyanuric acid, a stable mutagenic
oxidation product of 8-oxo-7,8-dihydroguanine
International Journal of Radiation Biology, 80 (1), 21-27 (2004)
P. DI MASCIO, G. R. MARTINEZ, S. MIYAMOTO, J. L. RAVANAT, J. CADET, A. P. B. MARTINS,
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O-18-labeled singlet molecular oxygen: Chemical generation, Russell mechanism studies and
DNA damage
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D. DOUKI, J. L. RAVANAT, D. ANGELOV, J. R. WAGNER, J. CADET
Effects of duplex stability on charge-transfer efficiency within DNA
Long-Range Charge Transfer in DNA I, 236, 1-25 (2004)
T. DOUKI, F. ODIN, S. CAILLAT, A. FAVIER, J. CADET
Predominance of the 1,N2-propano 2'-deoxyguanosine adduct among 4-hydroxy-2-noneanl
induced DNA lesions
Free Radical Biology and Medicine, 37, 62-70 (2004)
T. DOUKI, B. SETLOW, P. SETLOW
Effets of the binding of α/β-type small, acid-soluble spore proteins on the photochemistry of
DNA in spores of Bacillus subtilis and in vitro
M. DURMUS, V. AHSEN, D. LUNEAU, J. PÉCAUT
Synthesis and structures of morpholine substituted new vic-dioxime ligand and its Ni(II)
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Inorganica Chimica Acta, 357, 588-594 (2004)
P. FAURE, O. RAMON, A. FAVIER , S. HALIMI
Selenium supplementation decreases nuclear factor-kappa B activity in peripheral blood
mononuclear cells from type 2 diabetic patients
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S. GAMBARELLI, J. M. MOUESCA
Correlation between the magnetic g-tensors and the local cysteine geometries for a series of
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V. GUERNIOU, D. RAPIN, J. F. MILLAU, E. BUFFLIER, A. FAVIER, J. CADET, S. SAUVAIGO
Optimal experimental conditions for the accurate measurement of DNA-glycosylase repair
activities contained in cell extracts on a biochip
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G. GÜMUS, V. ASHEN, C. LEBRUN, D. LUNEAU, J. PÉCAUT
Unprecedented tubular channels assemblies afforded by alkyl-substituted oxamide oxime metal
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New Journal of Chemistry, 28, 177-179 (2004)
R. HADDAD, S. L. JIA, J. ZHANG, K. M. SMITH, S. GAZEAU, J. PECAUT, J. C. MARCHON,
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Mechanism and design of molecular devices based on nickel porphyrins.
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Crystallization-induced asymmetric transformation of chiral-at-metal ruthenium(II) complexes
bearing achiral ligands
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S. HERCBERG, P. GALAN, P. PREZIOSI, S. BERTRAIS, L. MENNEN, D. MALVY, A. M. ROUSSEL,
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Beneficial effect of long term supplementation with nutritional doses of antioxidant vitamins
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Assessment of DNA damage by comet assay on frozen total blood: method and evaluation in
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I. HININGER, M. FAVIER, J. ARNAUD, H. FAURE, J. M. THOULON, E. HARIVEAU, A. FAVIER ,
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Effects of a combined micronutrient supplementation on maternal biological status and
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Mössbauer characterization of an unusual high-spin side-on peroxo-Fe3+ species in the active
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Comparative structural studies of iodide complexes of uranium(III) and lanthanides(III) with
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Structural characterization and electronic properties determination by high-field and highfrequency EPR of a series of five-coordinated Mn(II) complexes
T. MARINO, M. TOSCANO, N. RUSSO, A. GRAND
Gas phase interaction between DNA and RNA bases and copper (II) ion. A density functional
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G. R. MARTINEZ, J. L. RAVANAT, M. H. G. MEDEIROS, J. CADET, P. DI MASCIO
Energy transfer between singlet (1∆g) and triplet (3∑g) molecular oxygen in aqueous solution
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Y. MEKMOUCHE, S. MENAGE, J. PECAUT, C. LEBRUN, L. REILLY, V. SCHUENEMANN, A. TRAUTWEIN,
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Mechanistic tuning of hydrocarbon oxidations with H2O2, catalyzed by hexacoordinate
ferrous complexes
European Journal of Inorganic Chemistry, 3163-3171 (2004)
J. L. MONTILLET, L. GARNIER, J. L. CACAS, M. H. MONTANÉ, T. DOUKI, J. J. BESSOULE,
L. POLKOWSKA-KOWALTCZYK, U. MACIEJEWSKA, J. P. AGNEL, C. TRIANTAPHYLIDÈS
The upstream oxylipin profile of Arabidopsis thaliana: a tool to scan for oxidative stresses
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S. MOURET, T. DOUKI, S. COURDAVAULT, A. FAVIER, J. C. BEANI, M. T. LECCIA
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harbouring HPV16
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N. OUALI, J. P. RIVERA, D. CHAPON, P. DELANGLE, C. PIGUET
The solution structure of rhombic lanthanide complexes analysed with a model-free and
crystal-field independent paramagnetic NMR method: Application to non-axial trimetallic
complexes [LnxLu3-x(TACI-3H)2(H2O)6]3+ (x =1-3)
S. PALAZZETTI, A. S. ROUSSEAU, M. J. RICHARD, A. FAVIER, I. MARGARITIS
Antioxidant supplementation preserves antioxidant response in physical training and low
antioxidant intake
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F. PIERREL, T. DOUKI, M. FONTECAVE, M. ATTA
MiaB protein is a bifunctional "radical-SAM" enzyme involved in thiolation and methylation
of tRNA
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O. PREYNAT-SEAUVE, C. L. VILLIERS, G. JOURDAN, M. J. RICHARD, J. PLUMAS, A. FAVIER,
P. N. MARCHE, M. C. FAVROT
An interaction between CD16 and CR3 enhances iC3b binding to CR3 but is lost during
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J. L. RAVANAT, G. R. MARTINEZ, M. H. G. MEDEIROS, P. DI MASCIO, J. CADET
Mechanistic aspects of the oxidation of DNA constituents mediated by singlet molecular
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J. L. RAVANAT, S. SAUVAIGO, S. CAILLAT, G. R. MARTINEZ, M. H. G. MEDEIROS, P. DI MASCIO,
A. FAVIER, J. CADET
Singlet oxygen mediated damage to cellular DNA as determined by the comet assay associated
with DNA repair enzymes
Biological Chemistry, 385, 17-20 (2004)
P. REGULUS, S. SPESSOTTO, M. GATEAU, J. CADET, A. FAVIER, J. L. RAVANAT
Detection of new radiation-induced DNA lesions by liquid chromatography coupled to tandem
mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry, 18, 2223-2228 (2004)
O. REYNES, C. BUCHER, J. C. MOUTET, G. ROYAL, E. SAINT-AMAN
Redox sensing of anions in pure aqueous environment by ferrocene-containing 4,4 bipyridinium-based receptors and polymer films
Chemical Communications, 428-429 (2004)
J. RIVIÈRE, F. BERGERON, S. TREMBLAY, D. GASPARUTTO, J. CADET, J. R. WAGNER
Oxidation of 5-hydroxy-2'-deoxyuridine into isodialuric acid, dialuric acid, and hydantoin
products
E. ROSSY, O. SÉNÈQUE, D. LASCOUX, D. LEMAIRE, S. CROUZY, P. DELANGLE J. COVÈS
Is the cytoplasmic loop of MerT, the mercuric ion transport protein, involved in mercury
transfer to the mercuric reductase ?
FEBS Letters, 575, 86-90 (2004)
N. RUSSO, M. TOSCANO, A. GRAND
Gas-phase absolute Ca2+ and Mg2+ affinity for nucleic acid bases. A theoretical
determination
Journal of Physical Chemistry A, 107, 11533-11538 (2003)
S. SAUVAIGO, V. GUERNIOU, D. RAPIN, D. GASPARUTTO, S. CAILLAT, A. FAVIER
An oligonucleotide microarray for the monitoring of repair enzyme activity toward different
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Analytical Biochemistry, 333, 182-192 (2004)
A. SENATOR, W. RACHIDI, S. LEHMAN, A. FAVIER, M. BENBOUBETRA
Prion protein protects against DNA damage inducad by paraquat in cultured cells
Free radical biology & medicine, 37, 1224-1230 (2004)
O. SÉNÈQUE, S. CROUZY, D. BOTURYN, P. DUMY, M. FERRAND, P. DELANGLE
Novel model peptide for Atx1-like metallochaperones
Chemical Communications, 769-770 (2004)
M. SÈVE, F. CHIMIENTI, S. DEVERGNAS, A. FAVIER
In silico identification and expression of SLC30 family genes: An expressed sequence tag data
mining strategy for the characterization of zinc transporters' tissue expression
BMC Genomics 2004, 5, 32 (2004)
V. H. UC-ROSAS, A. GRAND, A. VIVIER-BUNGE
Stability and selectivity trends in the addition of atomic radicals to xylenes
Journal of Molecular Structure (Theochem), 684, 171-179 (2004)
V. VETERE, B. O. ROOS, P. MALDIVI , C. ADAMO
A theoretical study of the bonding in trivalent americium complexes
Chemical Physics Letters, 396, 452-457 (2004)
J. CADET, T. DOUKI, J. L. RAVANAT, S. SAUVAIGO
Effets oxydants des radiations ionisantes et de la lumière UV solaire sur l'ADN cellulaire
Les Cahiers des Clubs Ecrin "Pratiques Scientifiques et Maîtrise de l'Environnement"
P. Rigny, Ed. Paris - France 11, 171-186 (2004)
T. DOUKI, J. L. RAVANAT, D. ANGELOV, J. R. WAGNER, J. CADET
Effects of duplex stability on charge-transfer efficiency within DNA
Topics in Current Chemistry
pp 1-25 (2004)
C. BADOUARD, J. L. RAVANAT, T. DOUKI, J. CADET, A. FAVIER
DNA and RNA lesions as biomarkers of oxidative stress
SFRR School (2004) Spetses - Gréce, Tilman GRUNE
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SAS 2004 Health Food Symposium (2004) Toulouse - France
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HESI Workshop on DNA Adducts: Biological Consequences and Application to Risk
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32nd Annual Meeting of the American Society for Photobiology (2004) Seattle - USA, (ASP
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IUPAC (2004) Granada - Espagne
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J. CADET, T. DOUKI, D. GASPARUTTO, J. L. RAVANAT, S. SAUVAIGO, A. FAVIER
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Summer SFRR Meeting (2004) Lodz - Pologne
J. CADET, T. DOUKI, J. L. RAVANAT
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J. CADET, T. DOUKI, J. L. RAVANAT, G. R. MARTINEZ, M. H. G. MEDEIROS, P. D. MASCIO
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32nd Annual Meeting of the American Society for Photobiology (2004) Seattle - USA
J. CADET, T. DOUKI, S. SAUVAIGO
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Indian Society for Radiation Biology, (2004) Mumbai - Inde
A. CASTAINGS, G. MAHEUT, J. C. MARCHON
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Gecom-Concoord 2004 (2004) Biarritz - France
A. CASTAINGS, G. MAHEUT, J. C. MARCHON, J. PÉCAUT
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ELECMOL 2004 (2004) Grenoble - France
A. CASTAINGS, G. MAHEUT, J. PÉCAUT, J. C. MARCHON
Chimie de coordination de chiroporphyrines bridées. Molécules bistables pour mémoires
moléculaires
SAJEC 2004 (2004) Dijon - France
A. CASTAINGS, J. C. MARCHON
Chimie de coordination de chiroporphyrines bridées. Molécules bistables pour mémoires
moléculaires
Elecmol 2004 (2004) Grenoble
F. CHIMIENTI, S. DEVERGNAS, Y. COQUEREL, M. SÈVE, A. FAVIER
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Zinc Signals 2004 (2004) Aarhus - Danemark
A. CHOLLAT-NAMY, D. GASPARUTTO, A. FAVIER, J. CADET
New tools to investigate oxidative diseases caused by free radicals : fluorescent DNA hairpin to
determine DNA N-glycosylase repair activities by a FRET assay
SFRR School (2004) Spetses - Grèce, Tilman GRUNE
S. COURDAVAULT, T. DOUKI, A. FAVIER, C. BAUDOUIN, M. CHARVERON
Formation and repair of UV-induced photoproducts in cultured human skin cells
International Skin Cancer Conference (2004) Zurich- Suisse
S. COURDAVAULT, T. DOUKI, A. FAVIER, J. CADET, C. BAUDOUIN, M. CHARVERON
DNA repair and biological responses in UVB-irradiated cultured human skin cells
Joint Meeting of the French and the italian Societies for Photobiology (2004) Pise - Italie
J. C. DEBOUZY, A. GADELLE, J. Y. PAILLER
Hexakis (3,6-anhydrao) tetrakis (2A,B,D,E-O-butyl) cyclomaltohexaose as a promising biological
cation cryptant : Complexation and NMR study of interaction with membranes
Club Français des Cyclodextrines (2004) Lille - France
P. DELANGLE, F. BRAVARD, C. ROUSSET
Complexes catoniques de lanthanides (III) : analyse structurale et thermodynamique par RMN
en solution
VIIème Rencontre Rhone-Alpes de RMN (2004) Lyon - France
T. DOUKI, S. COURDAVAULT, G. BAUDOUIN, M. CHARVERON, A. FAVIER, J. CADET
Formation and repair of UV-induced DNA photoproducts in human skin cells
32nd Annual Meeting of the American Society for Photobiology (2004) Seattle - USA
T. DOUKI, S. COURDAVAULT, E. SAGE, C. BAUDOUIN, M. CHARVERON, A. FAVIER, J. CADET
Distribution of UVB-and UVA-induced DNA damage in human and rodent cultured cells
Joint Meeting of the Italien and French Societies for Photobiology (2004) Pise - Italie
T. DOUKI, J. L. RAVANAT
Dommages radio-induits de l'ADN ;: quelles contributions respectives des effets direct et
indirects ?
12èmes Journées de la Chimie sous Rayonnement (2004) Strasbourg - France, IN2P3 et Univerité
Louis Pasteur de Strasbourg
A. FAVIER
Protective effects of antioxidants on DNA damage and Cancer
Anti-Aging World Conference, 2004 (2004) Paris - France
A. FAVIER
Les résultats de l'étude SUVIMAX
Forum Santé Grenoble, (2004) Grenoble - France
A. FAVIER
L'étude nationale SUVIMAX principaux résultats et particularités du profil nutritionnel
Bourguignon
Colloque l'allégation santé (2004) Dijon - France
A. FAVIER
Résultats de l'étude Suvimax
Journée Scientifique SFRR (2004) Paris - France
A. FAVIER
Conception du supplément SUVIMAX et effet biologique
Journée scientifique SFERETE (2004) Futuroscope de Poitiers - France
M. F. FORAY, M. BARDET, S. MARON, Q. K. TRAN
13C solid state NMR : a powerful tool for the caracterization of wooden artefacts
Journée Rhones-Alpes de RMN (2004) Lyon - France
P. H. FRIES
Optimizing the inner-sphere longitudinal relaxivity of Gd(III) based contrast agents: A need
for a precise description of the electronic relaxation
COST D18 Meeting (2004) Lausanne - Suisse
P. H. FRIES, C. GATEAU, M. MAZZANTI
Application de la relaxométrie nucléaire à l'étude de processus dynamiques mettant en jeu des
complexes de gadolinium (III) en solution. Exemple du Gd (TPATCN) dans l'eau
Réunion d'avancement de la Direction Simulation et Outils Expérimentaux/Recherches de Base
(2004) (DSOE/RB), CEA-Direction de l'Energie Nucléaire, Marcoule, France,
D. GASPARUTTO, A. CHOLLAT-NAMY, L. GAILLARD, C. SAINT-PIERRE, A. FAVIER, J. CADET
Nouvelles sondes oligonucléotidiques fluorescentes pour la détection d'activités de réparation
de l'ADN par FRET : principe, conception et applications
10ème Rencontres de Chimie Organique Biologique (RECOB 10) (2004) Aussois - France
D. GASPARUTTO, A. CHOLLAT-NAMY, L. GAILLARD, C. SAINT-PIERRE, A. FAVIER, J. CADET
New fluorescent nucleic acid probes to detect DNA N-glycosylase activities by a FRET assay:
design, synthesis and evaluation
XVIth Roundtable : Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (2004) Minneapolis - USA,
Nucleotides and Nucleic Acids International Society Nucleosides
C. GATEAU, Y. BRETONNIÈRE, M. MAZZANTI, J. PÉCAUT, F. A. DUNAND, A. MERBACH, L. HELM
New MRI-relevant Gd(III) complexes of podal ligands based on pyridine carboxylates units
III Euchem Conference on N-ligands in organometallic chemistry (2004) Camerino - Italie
A. GRAND
Polarized neutrons diffraction and quantum Chemistry : A good association for molecular
ferromagnets studies
Institut Mexicain du Pétrole (2004) Mexico - Mexique
A. GRAND
Tandem lesions adenine-thymine : A theoretical study
Université UAM, Iztapalapa (2004) Mexico-Mexique
A. GRAND
Pontage interbases dans l'ADN : Etude théorique
XXX Congresso Internacional de Quimicos Teoricos de Expressao Latina (2004) Porto - Portugal
V. GUERNIOU, D. RAPIN, J. F. MILLAU, S. SAUVAIGO
Detection of glycosylase activities present in cell-free extracts using oligonucleotides that
contain DNA lesions immobilized on a biochip
ASM conferences (American Society for Microbiology), DNA repair and mutagenesis (2004)
Bermudes
R. E. HADDAD, C. J. MEDFORTH, J. C. MARCHON , J. A. SHELNUT
Molecular simulations of bridled chiroporphyrins
3rd International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (2004) New-Orleans - USA
H. LAHRECH, A. T. BARBACARU, S. AOUS, R. FARION, J. F. L. BAS, P. H. FRIES, A. GADELLE,
J. C. DEBOUZY
Potentiel des cyclodextrines pour la caractérisation de la micro-vascularisation dans un
modèle de tumeur intracérébral
CGRM Rencontre Rhone-Alpes (2004) Grenoble - France
G. MAHEUT, A. CASTAINGS, S. GAZEAU, J. PÉCAUT, J. C. MARCHON
Switchable metalloporphyrins for information processing or storage
3 rd International Conference on Porphyrins and Phtalocyanines (2004) New Orleans - USA
G. MAHEUT, A. CASTAINGS, J. C. MARCHON
Caractérisation de Chiroporphyrines bridées par dichroisme circulaire
Gecom-Concoord 2004 (2004) Biarritz - France
G. MAHEUT, J. PÉCAUT, J. C. MARCHON
Synthesis and characterisation of switchable metalloporphyrins for information processing or
storage
Molecular Materials and Organometallics (2004) Rennes - France
J. C. MARCHON, M. CLAEYS-BRUNO, J. PÉCAUT, M. BARDET
Determination of enantiomeric excesses using cobalt(III) and rhodium(III) chiroporphyrins
227th American Chemical Society National Meeting, Symposium on the Coordination Chemistry
of enantioselective Catalyts (2004) Anaheim- Californie -USA
J. C. MARCHON, G. MAHEUT, S. GAZEAU, J. PÉCAUT
Obedient porphyrins. Useful molecules for the nanotecnology toolbox
3rd International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (2004) New Orleans, Louisiana
- USA
V. MAUREL, J. M. MOUESCA, G. DESFONDS, S. GAMBARELLI
Photoreduction of aromatic nitro compounds. Study of radicalar transients by microsecond
time resolved-EPR and DFT calculations
International Symposium on Organic Free Radical (2004) Porto-Vecchio - France
M. MAZZANTI
Solid state and solution properties of MRI-relevant lanthanide complexes
ENS-Lyon (2004) Lyon - France
M. MAZZANTI
Struttura e proprietà di nuovi composti di coordinazione dei lantanidi : potenziali applicazioni
nell"imaging in vivo"
Unversità di Pisa (2004) Pise - Italie
M. MAZZANTI
Comparative studies of the structure, bonding, and reactivity of lanthanide(III) and
uranium(III) complexes with polydentate N-donor ligands
Inorganic Chemistry, Gordon Conference (2004) Newport - USA
M. MAZZANTI
Coordination chemistry of trivalent f elements with N6donor ligands, relevant to the selective
actinide(III)/lanthanide(III) separation
Institut for Nuclear Waste Disposal (2004) Karlsruhe - Allemagne
J. F. MILLAU, S. CAILLAT, A. FAVIER, T. ODDOS , S. SAUVAIGO
Une puce pour la mesure d'activités enzymatiques d'excision/resynthèse de lésions de l'ADN
incorporées dans des plasmides
Forum de la Société Française de Toxicologie Génétique (2004) Toulouse - France
J. M. MOUESCA
Experiments and theoretical models on Fe/S clusters : EPR spectroscopy, redox potentials,....
Le Soufre et les Métaux : Importance dans les Sciences de l'Univers et du Vivant (2004)
Grenoble - France
J. Y. PAILLER, J. C. DEBOUZY, A. GADELLE
Synthesis and properties of alkylated per (3,6-anhydro) alpha cyclodextrins
12th International Cyclodextrin Symposium (2004) Montpellier - france
S. PERRIER, P. A. BAYLE, D. GASPARUTTO, J. L. RAVANAT
Photo-induced guanine radical cation in short oligonucleotide is able to cross-link with peptide
containing lysines
VIIIth International Workshop on radiation Damage to DNA (2004) Banff - Canada
J. L. RAVANAT
Is oxidative DNA damage a good marker of in vivo oxidative stress ?
National Institut of Health, National Institute of Aging Gerontology Research Center (2004)
Baltimore - USA
J. L. RAVANAT, T. DOUKI, J. CADET
DNA damage in cells exposed either to gamma radiation or high LET particles
Research and Application in Radiobiology with swift ions (2004) Caen - France
P. REGULUS, A. FAVIER, J. CADET, J. L. RAVANAT
Detection of new radiation-induced DNA lesions
VIII International Workshop on Radiation Damage to DNA (2004) Banff - Canada
P. REGULUS, S. SPESSOTTO, M. GATEAU, J. CADET, A. FAVIER, J. L. RAVANAT
Dommages radio-induits dans l'ADN isolé et cellulaire ; détection de nouvelles lésions de
l'ADN
Journées d'Etudes de la Chimie sous Rayonnement (2004) Strasbourg - france
P. REY
New nitroxide building blocks for the design of molecular magnetic materials
High Spin Molecules and Molecular Magnets (2004) Novosibirsk - Russie, V. Ovcharenko
S. SAUVAIGO
Sensitivity to oxidative damage and DNA repair capacities of Japanese skin
A new focus on Japanese and Asian skin (2004) Tokyo - Japon
S. SAUVAIGO, M. BONNET-DUQUENNOY, F. ODIN, F. HAZANE, N. LACHMANN, R. KURFURST,
A. FAVIER
Sensitive to oxidative damage and DNA repair capacity of Japanese skin
LVMH Perfumes and Cosmetics Scientific Symposium (2004) Tokyo - Japon
S. SAUVAIGO, S. CAILLAT, J. F. MILLAU, F. ODIN, T. DOUKI, J. L. RAVANAT, A. FAVIER
Determination of global DNA repair capacities of cell-free extracts using plasmid DNA
modified by different genotoxic agents and immobilized on a microarray format
American Society for Microbiology DNA repair and Mutagenesis (2004) Southampton Bermudes
S. SAUVAIGO, S. CAILLAT, J. F. MILLAU, F. ODIN, T. DOUKI, J. L. RAVANAT, S. PORTE, B. FOUQUÉ,
T. ODDOS , A. FAVIER
Determination of global DNA repair capacities of cell-free extracts using plasmid DNA
modified by different genotoxic agents and immobilized on a microarray format
ASM conferences (American Society for Microbiology), DNA repair and mutagenesis (2004)
Bermudes
Novel model peptides for Atx1-like metallochaperones
First International Congress of the IMBG (2004) Villard de Lans - France
Complexes peptidiques modèles de la protéine Atx1
VIIème Rencontre Rhone-Alpes de RMN (2004) Lyon - France
Modèles peptidiques de la protéine Atx1
Réunion du Club Métalloprotéines et Modèles (2004) Carry le Rouer
M. SÈVE, M. BONNET-DUQUENNOY, R. KURFURST, S. DEVERGNAS, J. CHANTEGREL, P. ANDRÉ,
S. SCHNEBERT, C. M. C , A. FAVIER
Induction of Metallothioneins Expression in Human Keratinocytes protects DNA from UVAinduced stress
International Federation Societies of Cosmetic Chemists (2004) Orlando, Florida - USA
M. SÈVE, F. CHIMIENTI, S. DEVERGNAS, A. FAVIER
Expression of novel mammalian ZNT proteins
Zinc Signals 2004 (2004) Aarhus - Danemark
J. A. SHELNUTT, Y. SONG, R. E. HADDAD, C. J. MEDFORTH, S. JIA, S. HOK, D. J. NURCO,
N. E. SHORE, S. GAZEAU, J. PÉCAUT, J. C. MARCHON
Axial coordination in ruffled nickel porphyrins: toward chemically actuated molecular
machines
3 rd International Conference on Porphyrins and Phtalocyanines (2004) New Orleans - USA
SERVICE DE STRUCTURE ET PROPRIETES
D'ARCHITECTURES MOLECULAIRES
SPrAM
Service de Structure et Propriétés
d'Architectures Moléculaires
(SPrAM)
De la molécule au matériau en passant par les assemblages et interactions
moléculaires, tel est le fil rouge autour duquel s’articulent les activités de recherche
des équipes du SPrAM. Plus précisément, les thématiques développées peuvent être
regroupées en deux domaines, “surfaces et assemblages moléculaires“ et “matériaux
polymères conducteurs“. Ces activités de recherche s’appuient sur une double
démarche. Chimistes, biochimistes et physiciens conjuguent leurs compétences et
leurs approches pour, d’une part, créer, synthétiser et étudier de nouveaux objets et
de nouveaux matériaux pour l'électronique du futur, les technologies pour l'énergie,
la biologie et les biotechnologies et pour, d’autre part, converger vers l'échelle du
nanométre où sont explorées de nouvelles structures et de nouvelles méthodes
d'investigation (nano)physiques ou (nano)chimiques.
Les résultats les plus marquants obtenus au cours de l'année 2004 concernent les
études théoriques et expérimentales sur les biopuces, le mécanisme de l’étalement
cellulaire, les réseaux fibrillaires de molécules biologiques, le projet de
microdiffraction à l’ESRF, la synthèse et l’étude de nouveaux matériaux et de
nouvelles structures π-conjugués et hybrides pour l’électronique organique et
moléculaire et la conversion photovoltaïque, ainsi que la structure et le vieillissement
des membranes pour piles à combustible.
Surfaces et assemblages moléculaires
Puces à ADN : comment ça marche ?
Les puces sont constituées de plots d’ADN de séquences connues greffées sur une
surface. Une solution contenant des brins de séquences inconnues, ou "cibles", y est
déposée. L’efficacité de l’hybridation entre deux brins complémentaires est limitée
par la compétition avec d’autres réactions d’hybridation (présence de cibles qui ne
diffèrent que d’une seule base). Différents paramètres (charge des molécules d’ADN,
concentration saline en solution, longueur des chaînes greffées et des chaînes
cibles) influent également sur les cinétiques et les isothermes d’hybridation. Ces
effets, qui limitent la sélectivité et/ou la sensibilité des puces, ont été étudiés et
quantifiés sur le plan théorique. Des études expérimentales sont en cours pour
vérifier ces résultats.
Une nouvelle venue dans la famille des biopuces : la puce à lipides
Afin d’étudier des processus de reconnaissance plus complexes intervenant dans les
phénomènes biologiques, il devient nécessaire de détecter d’autres types
d’interactions que l’hybridation de deux brins d’ADN. En collaboration avec
l’Université de Sao Paulo, des premières expériences ont montré qu’il était possible
de construire une surface portant plusieurs types de couches lipidiques juxtaposées
sous forme de spots discret, que l’on peut qualifier de “puces à lipides“. Nous avons
montré que cette technique couplée à l’imagerie par résonance de plasmons de
surface, permet la mesure d’interactions entre des phospholipides et des protéines.
Une approche basée sur l’utilisation d’une membrane modèle, une membrane
mitochondriale, est en cours de développement.
Microscopie électrochimique à balayage et élaboration de puces à ADN
Le couplage intime de l’électrochimie et de méthodes optiques représente un apport
majeur pour la caractérisation et le suivi des processus physicochimiques aux
interfaces. Ainsi, pour la première fois, nous avons couplé avec succès la
microscopie électrochimique à balayage (SECM) et l’imagerie de résonance
plasmonique (SPRi). Via la SECM, nous avons élaboré par électropolymérisation des
réseaux de plots de polypyrrole-ODN sur substrats d’or non structurés. La SPRi
permet de suivre la croissance du plot in-situ, spatialement et temporellement, et de
fixer ainsi les paramètres optimums de l’électrosynthèse. Des biopuces élaborées
par cette technique et comportant plusieurs ODN sondes ont permis la détection
spécifique d’une cible complémentaire en solution, à la fois par microscopie de
fluorescence et par SPRi. Ces premières expériences ont permis de démontrer
l’activité biologique des plots d’un diamètre de 100 µm ainsi générés et la
compatibilité de leur épaisseur avec la technique de transduction SPRi.
Un modèle biomécanique de l’étalement cellulaire
La motilité cellulaire joue un rôle fondamental dans les systèmes vivants. La
compréhension de ce mécanisme revêt donc un intérêt primordial. Le mouvement
d’une cellule déposée sur un substrat provient d’une succession de séquences
d’étalement et de rétraction. Pendant son étalement, son aire de contact croît en
fonction du temps. Nous avons montré que ce processus actif qui implique la
polymérisation d’actine peut être caractérisé par une loi d’échelle. Nous avons
calculé le facteur d’échelle dans le cadre d’un modèle théorique, que nous
comparons aux données expérimentales.
Réseaux fibrillaires de molécules biologiques
Des stéroïdes biliaires modifiés ont la remarquable propriété de former des réseaux
fibrillaires auto-assemblés par agrégation spontanée et réversible en solution. Des
études structurales (RX et neutrons) et rhéologiques ont montré que le réseau est
constitué de rubans enchevêtrés, les caractéristiques structurales des rubans et de
leurs faisceaux étant sensibles à la situation électrostatique du milieu. La
viscoélasticité de ces réseaux rubanaires traduit également à l'échelle
macroscopique les différences de l'échelle nanoscopique. Ces systèmes naturels
modifiés sont intéressants car ils peuvent générer des nanostructures de
morphologies et de monodispersités très variables (fibres pleines, rubans,
nanotubes) dont les enchevêtrements en réseaux tridimensionnels conduisent à des
propriétés d'écoulement et d'orientation remarquables.
Jouvence de la ligne CRG-IF à l’ESRF : en route vers la microdiffraction
Nous avons engagé des travaux de jouvence et d’amélioration de la ligne CRGInterface qui, outre une amélioration des performances au quotidien (flux, résolution,
réjection d’harmonique), permettront également d’obtenir un microfaisceau
(taille<0.5µm) polychromatique. Ceci nous ouvrira un champ important d’études de la
structure microcristalline des matériaux, par exemple la mesure des contraintes
locales. De telles mesures ont été conduites en collaboration avec le CNRS et le
CEA-LETI à l’Advanced Light Source (Berkeley) sur des interconnexions cuivre de la
microélectronique.
Le microscope à effet tunnel : un spectromètre pour l’électronique moléculaire
L’ensemble instrumental de microscopie à effet tunnel sous chambre ultra-vide et
environnement cryogénique récemment acquis grâce aux efforts financiers
conjugués des programmes RTB et du CPER “Nanophysique“ de la région Rhône
Alpes tient ses promesses. A peine installé, il a permis récemment d’étudier la
structure électronique locale le long d’une seule molécule de poly(dodecylthiophène)
(une macromolécule π-conjuguée) sondée au sein d’une mono-couche déposée sur
un substrat. Cela inaugure de façon très prometteuse les nouveaux regards que
nous pourrons porter dans le futur sur les molécules et les dispositifs à base de
molécules.
Mieux contrôler l’auto-assemblage supramoléculaire de chaînes de polymères
conjugués
Pour obtenir des systèmes performants pour l’électronique organique et moléculaire,
il est nécessaire de maîtriser l’organisation mutuelle des molécules déposées sur
une surface et d’éviter la formation de défauts. Une manière de faire consiste à
augmenter la rigidité intrinsèque de la macromolécule, en conservant ses autres
propriétés. Ainsi ont été préparés des copolymères solubles à bases d’unités dioctylbithiophènes alternant avec des unités fluorénones plus rigides. Par microscopie
à effet tunnel nous avons montré que les cristaux bidimensionnels, formés par l’autoassemblage des chaînes polymères, avaient une taille caractéristique, rapportée à la
longueur moyenne des chaînes, nettement plus grande que dans le cas des
poly(alkyl-thiophène)s et présentent moins de défauts de repliement. Les premières
cellules photovoltaïques réalisées avec ces polymères présentent de bons
rendements de conversion qui demandent à être optimisés.
Matériaux polymères conducteurs
Vers des cellules solaires organiques multi-couches ?
Dans le cadre du développement types de cellules solaires organiques, nous avons
testé une géométrie originale consistant en un empilement de plusieurs couches très
minces (typiquement 5 nm) de polymères photo- et électro-actifs. Ce type
d’empilement est basé sur les interactions électrostatiques existant entre polymères
de charges opposées. Il est réalisé par simple immersion d’un support dans plusieurs
bains contenant les polymères poly-cationiques et poly-anioniques. Nous avons
montré par des études photophysiques que ce type de géométrie conduit bien à une
conversion efficace des photons en porteurs libres qui sont susceptibles d’être
acheminés vers les électrodes collectrices. Ce type de structures multi-couches
constitue une alternative à la géométrie de type réseau interpénétré qui est
aujourd’hui la plus performante pour les cellules organiques, mais qui reste très
difficile à maîtriser.
Fonctionnalisation des nanocristaux semiconducteurs: de nouveaux matériaux
hybrides
Un nouveau type de matériau hybride se présentant sous la forme de nanocristaux
semi-conducteurs de CdSe sur lesquels sont greffées des molécules π-conjuguées a
été préparé et caractérisé. Ce résultat a été obtenu grâce à la mise au point d’une
nouvelle famille de ligands qui permettent dans une deuxième étape, le greffage
d’autres molécules fonctionnelles. A titre d’exemple, des tétra-anilines ont été
greffées sur les nanocristaux de CdSe. Les premières caractérisations semblent
indiquer que les photons absorbés par ce matériau sont convertis en électrons et en
trous qui vont se localiser, respectivement, sur les nanocristaux et sur les
oligomères. Ces propriétés présentent un fort potentiel d’application pour la
fabrication de cellules photovoltaïques plastiques.
Polymères conducteurs : des chaînes de poly(aniline) sur un “matelas”
moléculaire
Ces dernières années, des chercheurs du laboratoire ont mis au point la synthèse de
films de polyaniline présentant les caractéristiques d’un “métal plastique“. Des études
poussées (RX, neutrons) ont permis de lever le voile de manière significative sur
l’agencement et le fonctionnement de ces matériaux. Ainsi, une structure de type
lamellaire avec une alternance de couches de chaînes de poly(aniline) avec des bicouches de molécules dopantes et plastifiantes a été établie. De plus, l’efficacité du
transport des charges électroniques sur les chaînes de poly(aniline) se voit ellemême conditionnée par la plus ou moins grande mobilité moléculaire existant dans
les bicouches de dopants qui forment ainsi un véritable “matelas moléculaire” pour
les chaînes conductrices.
Comprendre, pour développer de nouvelles membranes pour piles à
combustible
Mettre au point de nouveaux matériaux pour remplacer le Nafion dans les
membranes pour piles à combustible (PAC), présentant d’aussi bonnes
caractéristiques techniques, notamment en termes de vieillissement, et un coût
beaucoup plus faible, est un enjeu majeur pour le développement des PAC.
Une des voies de recherche consiste à mieux comprendre comment et pourquoi le
Nafion “fonctionne“ aussi bien. En corrélant de nombreuses données d’études
structurales (diffraction et diffusion de rayonnements - RX et lumière), un nouveau
modèle de structure multi-échelle du Nafion a été développé dans le cadre de la
thèse de L. Rubatat (prix de thèse du Club Français des Membranes). Ce modèle a
permis d’analyser quantitativement l’orientation des agrégats de chaînes de
polymères dans les membranes, ce qui permettra d’étudier le fluage observé lors du
vieillissement en pile.
Une autre voie de recherche que nous explorons, repose sur la compréhension des
mécanismes de dégradation de matériaux alternatifs en vue de leur amélioration.
Des protocoles d’analyse du vieillissement chimique mis au point sur des polyimides
sulfonés nous ont permis d’identifier les principaux mécanismes de dégradation et
ainsi de reproduire ex situ le vieillissement observé en pile. Cette approche va être
généralisée grâce à l’acquisition d’un système de chromatographie couplée à la
spectrométrie de masse (sur un financement de la DRT/LITEN) pour analyser et
quantifier les produits de dégradation.
LE CRI DU POLYMERE CONDUCTEUR BLESSE...
ET COMMENT LE FAIRE TAIRE
J. Planes - SI3M - [email protected]
La mesure du bruit, c’est-à-dire des fluctua-
d’un film mince donne la même résistance
tions d’un signal (tension ou courant, par exem-
(valeur moyenne du signal mesuré) mais les
ple) autour de sa valeur moyenne, est un outil
de diagnostic de la qualité et de la fiabilité des
fluctuations peuvent être complètement différentes: le bruit peut varier d’un facteur 104
dispositifs électroniques. Ces fluctuations font
d’une face à l’autre ! L’une des causes est le
ressortir les défauts et les inhomogénéités (du
contact électrode-échantillon qui peut s’avérer
matériau, des contacts électriques).
assourdissant. On peut régler ce problème en
déportant les électrodes de mesure comme
Les mélanges polymère conducteur / polymère isolant sont étudiés au laboratoire depuis
indiqué sur la figure 1: aucun courant ne circule alors à l’interface or-matériau.
Fig. 3 : Loi d’échelle de la percolation reliant
bruit et résistivité, mesurée sur des échantillons
sains.
plusieurs années (exemple : polyaniline/plexiglas). Nous mesurons le bruit de résistance de
Toutefois, il existe d’autres sources de bruit
L’information supplémentaire de cette
ces matériaux en complément aux études de
parasite. Pour un matériau de composition don-
expérience de torture est que les films les moins
transport électronique plus traditionnelles
née (polyaniline/plexiglas), certains échan-
sensibles (dont le bruit induit lors du coup de
(résistivité ρ). Notre objectif est de valider la
tillons pourront présenter une anomalie: le
ciseau est le plus faible) sont les moins conduc-
modélisation de la résistivité par la percolation
bruit est augmenté d’un facteur 100. Qui donc
teurs.
continue (voir Encart).
monte le son si fort ? Une expérience très sim-
Notons que, dans ce mélange, le seuil de
ple nous montre comment, sans presque modi-
percolation est de 0.16 % de polyaniline. Tous
fier sa résistance, on peut faire crier le compo-
les échantillons testés sont donc conducteurs.
site. Il suffit de le blesser selon le schéma de la
Celui qui se rapproche le plus du seuil, le
figure 1. Un coup de ciseau (étape 1) et le
bruit est multiplié par 104. Mais on peut aussi
mélange à 0.2 %, est celui dont le bruit est le
le faire taire; après amputation (étape 2) de la
puisque plus on s’approche du seuil de perco-
partie blessée, le bruit redescend à un niveau
lation, plus le matériau est hétérogène, et
acceptable. Quant à la résistance, elle a aug-
moins l’introduction d’un défaut extrinsèque se
menté puisqu’on a réduit la section du film.
distingue et modifie la distribution des courants
L’étape 3 montre qu’on peut de nouveau
locaux.
Fig. 1: Protocole en 3 étapes de l’introduction et
de l’effacement d’un défaut dans un film composite. Les contacts électriques se font sur les
pistes d’or (rectangles jaunes)
plus faiblement modifié. Ceci se comprend
découper proprement le film, et dans ce cas le
bruit évolue normalement (proportionnellement
Une fois comprise l’origine du bruit lié aux
Ces système conducteurs sont désordonnés
à la modification du volume de l’échantillon).
types de défauts de la figure 1, nous avons pu
et hétérogènes : désordre structural (cristalli-
La figure 2 donne les valeurs du bruit et de la
mesurer proprement le bruit produit par des
nité partielle), chimique (dopage) et électro-
résistance lors de ces diverses étapes pour 3
échantillons sains. La figure 3 montre que ce
nique. Le bruit, qui existe par ailleurs dans tout
échantillons différents (0,7 %, 0,4 % et 0,2 %
bruit suit la loi d’échelle de la percolation.
matériau, y est donc très important; il suit une
de polyaniline dans le mélange).
dépendance spectrale en 1/f . Notons qu’une
telle dépendance est commune (voix humaine,
séismes, etc…) et que cette universalité n’est
pas expliquée.
Un bruit est caractérisé par son spectre en
fréquence. Pour le mesurer, il suffit de disposer
d’un générateur et d’enregistrer la tension V(t)
puis d’effectuer la transformée de Fourier de
l’autocorrélation <V(t)V(0)>. Utilisée sans précaution, cette méthode apporte des surprises.
Par exemple, la mesure sur chacune des faces
Fig. 2 : Evolution du bruit et de la résistance suivant le protocole, de la figure 1 pour 3 échantillons de compositions différentes.
Percolation continue
Dans un mélange binaire constitué de
deux phases, l’une conductrice et l’autre
isolante, on dit qu’il y a percolation lorsqu’il existe un chemin continu de conduction à travers le matériau. Le seuil de percolation définit la fraction critique de la
phase conductrice à partir de laquelle la
percolation a lieu. Dans le modèle de
percolation continue, on décrit une phase
conductrice dont les constituants élémentaires ont des conductivités très différentes (typiquement, une distribution divergente selon une loi de puissance).
NOUVELLES MEMBRANES POUR PILES A COMBUSTIBLE
G. Meyer - SI3M - [email protected]
en grand nombre au cours du temps (Fig. 4) :
Le viellissement
le mécanisme responsable de la dégradation
Nous étudions le vieillissement des poly-
Le principe de la pile à combustible est
connu depuis le 19ème siècle. Pourtant, ce
imides in situ afin de comprendre les mécanis-
n’est qu’à partir des années cinquante que les
mes de dégradation, de les simuler par des
progrès dans le domaine des matériaux ont
tests ex-situ (moins chers), et finalement d’amé-
permis un réel développement technologique.
liorer la stabilité des membranes par une modi-
La pile à combustible à membrane échangeu-
fication de leur structure. Les durées de vie sont
se de protons est très prometteuse en tant que
mesurées en fonction des paramètres qui les
source d’énergie miniature pour les systèmes
régissent, notamment la Capacité d’Echange
transportables et de puissance pour les véhicu-
Ionique (CEI : nombre de moles de fonctions
les.
ioniques HSO3 par gramme de polymère,
contrôlé par le taux de répétition X et Y) et la
La membrane, élément central du système,
température de fonctionnement. Les processus
est un film polymère contenant des groupe-
de dégradation sont activés thermiquement
ments ioniques qui assurent la conduction
(Fig. 2). D’autre part, la durée de vie diminue
protonique. Insérée dans une pile à combusti-
lorsque la CEI du polymère augmente. La
ble, elle subit de nombreuses agressions : le
conductivité protonique étant meilleure pour
milieu acide et oxydant ainsi que les contrain-
des CEI élevées, ceci pose un problème réel
tes mécaniques (pression, cisaillement) altèrent
pour le fonctionnement en pile : un compromis
ses propriétés et par conséquent limitent sa
entre performance et durée de vie doit être
durée de vie, c’est-à-dire le temps de fonction-
trouvé.
Tests en pile
La dégradation par hydrolyse est également observée dans les membranes testées en
pile. Cependant, la disparition des fonctions
imides est 6 à 8 fois plus rapide qu’en vieillissement ex-situ, ce qui suggère que d’autres
réactions pourraient entrer en jeu dans la
dégradation telles des réactions radicalaires :
l’oxygène et l’hydrogène traversant la memposée en radicaux. Afin de simuler cette réac-
sure du film et arrêt du dispositif.
tion, des vieillissements dans l’eau oxygénée
ont été réalisés; une concentration de 0.05 %
Les membranes polyimides
conduit à une dégradation aussi rapide qu’en
pile ! Il suffit donc de très peu de radicaux
Les membranes perfluorées de type Nafion
pour accélérer le vieillissement des polymères
ont des durées de vie en pile importantes (plus
en conditions de fonctionnement.
de 10 000 h en régime continu) mais demeurent trop chères pour les applications automoNafion, les polyimides sulfonés (Fig. 1) sont
Fig. 3 : Ensemble électrode-membrane après
test en pile.
brane produiraient de l’eau oxygénée décom-
nement à densité de courant fixé jusqu’à cas-
biles. Initialement synthétisés pour remplacer le
par coupures de chaînes est l’hydrolyse.
Fig. 2 : Evolution de la durée de vie en pile pour différentes températures et deux CEI.
étudiés au laboratoire depuis plusieurs années.
Après un test en pile, les membranes sont
Ces produits alternatifs possèdent deux avan-
extrêmement cassantes (Fig. 3). Cette fragilisa-
tages : d’une part leur coût compétitif, et d’au-
tion est attribuée à des coupures de chaînes de
tre part la possibilité d’une chimie aisément
polymère. Nous avons simulé cette dégrada-
modulable. Les inconvénients sont doubles : la
tion par des vieillissements ex-situ : la mem-
conductivité protonique est inférieure à celle du
brane est placée dans l’eau et chauffée entre
Nafion, et la durée de vie en fonctionnement
60 et 130°C. Elle est ensuite analysée par
nettement moindre (500 h en régime continu).
spectroscopie infrarouge et par des essais de
Rallonger la durée de vie
La synthèse de nouveaux polyimides, dans
lesquels les fonctions ioniques sont davantage
éloignées des imides, devrait permettre désormais de limiter les phénomènes d’hydrolyse et
rallonger les temps de vie.
traction mécanique. Nos
résultats indiquent que
les
Fig. 1 : Polyimide sulfoné, composé d’un bloc hydrophile (bleu) portant les
groupements sulfonates (HSO3) et d’un bloc hydrophobe (vert). Les taux de
répétition X et Y de ces blocs peuvent être choisis dans 3<X<9 et 3<Y<22.
fonctions
imides
CNO, qui assurent les
liens dans la chaîne
polymère, disparaissent
Fig. 4 : Disparition des fonctions imides au cours de
la dégradation ex-situ
VERS UN INTERRUPTEUR MOLECULAIRE PHOTO-COMMANDÉ
Stéphane Guillerez - SI3M - [email protected]
Comment commuter un interrupteur électronique constitué d’un tronçon de polymères inséré entre deux électrodes ? Nous avons développé une commande prometteuse, en disposant des centres métalliques le long des chaînes conjuguées.
Les polymères conjugués peuvent être commutés entre un état semiconducteur et un état conducteur (réduit ou oxydé) : ils peuvent donc
être utilisés pour former un interrupteur moléculaire. Nous avons imaginé et synthétisé des composés particuliers en greffant des centres métalliques le long des chaînes (complexes de ruthénium). L’interrupteur peut alors être contrôlé en excitant le complexe plutôt que la chaîne de
polymère, ce qui permet d’envisager un nouveau type de commutation via une excitation optique.
Avant de tester l’efficacité de la commande optique, nous avons démontré dans un premier temps l’effet de “porte électronique” en excitant le complexe électriquement. Par spectroscopie vibrationnelle dans l’infra-rouge, nous avons observé l’évolution de la structure qui accompagne le changement d’état redox des polymères conjugués.
Une modification des longueurs des liaisons carbone-carbone
de la partie conjuguée peut ainsi être mesurée: elle signale le
passage de la forme semi-conductrice à la forme conductrice.
Ceci nous a permis de montrer qu’un électron injecté au niveau
des sites métalliques conduit bien à une modification importante de la structure pi-conjuguée du fil polymère conducteur,
ce qui indique une forte délocalisation électronique
SAVOIR BIEN COLLER
François Rieutord - SI3M - [email protected]
Pour la micro-électronique, et en particulier pour la fabrication de circuits intégrés, des plaques de plus en plus grandes (200 et bientôt 300 mm), composées d'une superposition de couches ultra-fines de silicium et d'isolant, sont réalisées. L'enjeu économique est important. Pour ce processus de superposition, qui se fait par collage moléculaire, nous venons d'établir une relation analytique liant la qualité de l'adhésion des deux plaques à la vitesse de collage.
Le collage, tel qu’il est mis en pratique en laboratoire et industriellement (étape clef de la fabrication des substrats Silicium-sur-Isolant (SOI)) est obtenu
en présentant deux plaques face-à-face et en pressant localement en un point; aucune “colle” n’est nécessaire dans ce procédé très simple.
A partir du point de contact initial, une onde de collage circulaire se propage. Elle s’étend à l’ensemble de la surface des deux plaques en quelques secondes (voir figure).
En collaboration avec le LETI et la société SOITEC, nous
a
b
avons modélisé la propagation de cette onde, qui résulte d’une compétition entre des forces attractives (par exemple
les forces de Van der Waals) et une résistance au mouvement liée à la viscosité de l’air repoussé en amont de la zone
collée. Notons que les plaques se déforment au cours du collage, et que leur élasticité doit donc être prise en compte.
Nous avons réussi à trouver une solution analytique à ce problème décrivant bien les observations expérimentales :
déformation et épaisseur des plaques, influence de la pression et de la viscosité de l’air sur la vitesse de l’onde et, surtout, relation entre énergie d’adhésion et vitesse de collage.
.
CEA-GRENOBLE
B. BATAILLOU
Les mécanismes de l’adhésion moléculaire, application dans le cadre de la technologie SmartCutTM
Université Joseph Fourier Grenoble 05/02/2004
J.-P. BONNET
Synthèse et mise en œuvre de Polyaniline conductrice à stabilité thermique améliorée
J. KIEFFER
Synthèse et caractérisation de métallopolymères et de polymétallorotaxanes : vers le stockage
moléculaire de l'information.
P. MAILLEY
L'électrochimie, une interface polymorphe pour les biotechnologies.
R. PAYERNE
Structure et propriétés électroniques à différentes échelles de systèmes modèles de polymères
conducteurs et semi-conducteurs.
G. QUEMARD
Synthèse et caractérisation de nanocristaux semiconducteurs ZnSe(1-x) O(x) et InN
Joseph Fourier Grenoble 22 Oct. 2004
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Ultrahigh vacuum deposition of CdSe nanocrystals on surfaces by pulse injection
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Bio-assemblies onto conducting polymer support: Implementation of DNA-chips
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M. BRUN, R. DEMADRILLE, P. RANNOU, A. PRON, J.-P. TRAVERS, B. GRÉVIN
Multiscale Scanning Tunneling Microscopy Study of Self-Assembly Phenomena in TwoDimensional Polycrystals of π-Conjugated Polymers: The Case of Regioregular
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Kovacs effect and fluctuation-dissipation relations in 1D kinetically constrained models
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X. HUANG, P. TERECH, C. J. GLINKA, R. G. WEISS
Kinetic study of organogel formation by 5 alpha-cholestan-3 beta-yl N-(2-naphthyl) carbamate
(CNC) in N-octane by circular dichroism and small angle neutron scattering measurements.
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Molecular design of new pi-conjugated poly(ketanil)s with tunable spectroscopic properties
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A. IWAN, D. SEK, P. RANNOU, J. KASPERCZYK, H. JANECZEK, Z. MAZURAK , A. PRON
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Versatile analysis of multiple macromolecular interactions by SPR imaging: application to p53
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Amperometric detection of phenolic compounds by polypyrrole-based composite carbon paste
electrodes
S.-C. MAILLEY, M. HYLAND, P. MAILLEY, J. A. MCLAUGHLIN, E. T. MCADAMS
Thin film platinum cuff electrodes for neurostimulation: in vitro approach of safe
neurostimulation parameters
M. MANGHI , M. AUBOUY
Short commentary: Theoretical considerations on concentrated polymer interfaces: an attempt
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Y. MARECHAL
Water and biomolecules: an introduction
Y. MARECHAL
Observing the water molecule in macromolecules using infrared spectrometry: structure of the
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Control of field-effect mobilities in oligothiophene-bipyridine alternated copolymers
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STM studies of poly(3-alkylthiophene)s: model systems for plastic electronics
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Transport anisotropy of ions in sulfonated polyimide ionomer membranes
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Fibrillar structure of Nafion: Matching Fourier and real space studies of corresponding films
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Properties of hydrogels derived from cationic analogues of bile acid: remarkably distinct
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D. SEK, A. IWAN, H. JANECZEK, P. RANNOU, A. PRON
New conjugated polyketanils: tuning of optical properties via chain design and protonic doping
Thin Solid Films, 453-54, 362-366 (2004)
M. SNIECHOWSKI, D. DJURADO, B. DUFOUR, P. RANNOU, A. PRON, W. LUZNY
Direct analysis of lamellar structure in polyaniline protonated with plasticizing dopants
S. SZUNERITS, N. KNORR, R. CALEMCZUK, T. LIVACHE
Approach to writing and simultaneous reading of micropatterns: Combining surface plasmon
resonance imaging with scanning electrochemical microscopy (SECM)
Langmuir, 20, 9236-9241 (2004)
W. TAKASHIMA, B. DUFOUR, S. S. PANDEY, K. KANETO , A. PRON
Electrochemically generated deformations of polyaniline film plasticized with di-2-butoxy-2ethoxy-ethyl ester of sulfosuccinic acid
Sensors and Actuators, B: Chemical Sensors and Materials, 99, 601-607 (2004)
Y. TALMON, J. SCHMIDT, P. TERECH
Cryogenic temperature transmission electron microscopy study of self-aggregation of sodium
lithocholate single-molecular walled nanotubes
Mesoscale Phenomena in Fluid Systems, 861, 17-26 (2003)
P. TERECH, C. SCHERER, B. DEME, R. RAMASSEUL
Aggregation of a Zn(II) complex of a long-chain triester of meso-tetrakis[p-carboxy]phenyl
porphyrin in hydrocarbons: Structure of tetrameric rodlike assemblies
Langmuir, 19, 10641-10647 (2003)
P. TERECH, C. SCHERER, P. LINDNER , R. RAMASSEUL
Metalloporphyrin rods in hydrocarbons: Highly shear responsive suspensions
Langmuir, 19, 10648-10653 (2003)
W. TUREK, M. LAPKOWSKI, A. PRON, J. DEBIEC, A. WOLNA, W. DOMAGALA
Heteropolyacids dispersed within a polymer matrix as a new catalytic systems with controlled
oxidative-reductive and acid-base active centers
Macromolecular Symposia, 210, 281-289 (2004)
P. C. VAN DER HEIJDEN, F. BOUZENAD, O. DIAT
Birefringence study of drawn Nafion films
Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics, 42, 2857-2870 (2004)
P. C. VAN DER HEIJDEN, L. RUBATAT, O. DIAT
Orientation of drawn Nafion at molecular and mesoscopic scales
Macromolecules, 37, 5327-5336 (2004)
B. WANG, L. BOUFFIER, M. DEMEUNYNCK, P. MAILLEY, A. ROGET, T. LIVACHE, P. DUMY
New acridone derivatives for the electrochemical DNA-hybridisation labelling
H. M. WILLEMEN, A. T. M. MARCELIS, E. J. R. SUDHOLTER, W. G. BOUWMAN, B. DEME,
P. TERECH
A small-angle neutron scattering study of cholic acid-based organogel systems
Langmuir, 20, 2075-2080 (2004)
F. CHANDEZON, P. REISS
Nanocristaux semi-conducteurs fluorescents
Techniques de l'Ingenieur
RE 22, pp 1-15 (2004)
P. REISS, A. PRON
Nanocrystals in organic/inorganic materials
Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology
H.S. Nalwa, Ed. American Scientific Publisher, 6, pp 587-604 (2004)
M. BEE, D. DJURADO, P. RANNOU, B. DUFOUR, A. PRON, J. COMBET , M. A. GONZALEZ
Dynamics of counter-ions in a conducting rigid polymer matrix: the relation with electrical
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Philosophical Magazine (2004) Andalo-Molveno (Trento), Italy, 10-13 March 2003, Ninth
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J. BLEUSE, S. CARAYON, P. REISS
Optical properties of core/multishell CdSe/Zn(S,Se) nanocrystals
Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures (2004) Nara, Japan, Eleventh
International Conference on Modulated Semiconductor Structures, 21, pp 331-335
R. DEMADRILLE, K. BUGA, M. ZAGORSKA, S. QUILLARD, P. RANNOU, I. KULSZEWICZ-BAJER,
A. PRON
Spectroscopic and Spectroelectrochemical Studies of New Poly(thiophene) – Based Conjugated
Polymers Containing Oligoaniline Side Chains
Nonlinear Optics, Quantum Optics (2004) Bucharest, Romania, June 10 - 14, 2003, Smart and
Functional Organic Materials - NATO Advanced Research Workshop, 32, pp 39-57
P. HOYRUP, T. H. CALLISEN, M. O. JENSEN, A. HALPERIN, O. MOURITSEN
Lipid protrusions, membrane softness, and enzymatic activity
Physical Chemistry Chemical Physics (2004) Firenze, Italy, 17th Conference of the European
Colloid & Interface Science Society, 6, pp 1608 - 1615
G. MEYER, C. PERROT, L. GONON, G. GEBEL, J.-L. GARDETTE
Degradation of PEMFC : sulfonated polyimides
Polymer Preprints (2004) Philadelphia, USA, American Chemical society national Meeting, 49,
J. S. MICHA, B. DIENY, J. R. REGNARD, J. F. JACQUOT , J. SORT
Estimation of the Co nanoparticles size by magnetic measurements in Co/SiO2 discontinuous
multilayers
Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2004) Roma, Italy, International Conference on
Magnetism, 272-276, pp E967-E968
R. PAYERNE, M. BRUN, P. RANNOU, R. BAPTIST, B. GRÉVIN
STM studies of poly(3-alkylthiophene)s: model systems for plastic electronics
Synthetic Metals (2004) Strasbourg, France, Organic Field-Effect Transistors: Towards
Molecular Scale. Proceedings of Symposium E. E-MRS Spring Meeting, 146, pp 311-315
B. PÉPIN-DONAT, S. PANOZZO, J.-C. VIAL, C. BEIGNE, F. RIEUTORD
Increased field effect mobility from linear to branched thiophene-based polymers
Synthetic Metals (2004) Strasbourg, France, Organic Field-Effect Transistors: Towards
Molecular Scale. Proceedings of Symposium E. E-MRS Spring Meeting, 146, pp 225-231
Y. TALMON, J. SCHMIDT, P. TERECH
Cryo-TEM study of self-aggregation of sodium lithocholate single-molecular walled
nanotubules
ACS Symposium Series (2004), 861, pp 17-26
SPINTRONIQUE ET TECHNOLOGIE
DES COMPOSANTS
SPINTEC
Spintronique et Technologie
des composants
(SPINTEC)
L’activité du service SPINTEC se situe à l’interface entre recherche amont en
magnétisme et recherche et développement technologiques en microélectronique.
Les thématiques centrales concernent l’électronique de spin et le nanomagnétisme.
L’activité s’articule autour de quelques projets principaux : mémoires magnétiques
non-volatiles, portes pour le calcul logique, composants radio-fréquence, dispositifs
de stockage d’information à ultrahaute densité. La recherche dans ces domaines est
soutenue par des activités transverses visant à la compréhension des phénomènes
de base (effet de transfert de spin, de couplage entre matériaux ferromagnétiques et
antiferromagnétiques), à l’optimisation de matériaux fonctionnels pour les
dispositifs (forte polarisation en spin, anisotropie perpendiculaire au plan du film), à la
simulation des composants.
Démonstration d’écriture assistée thermiquement dans des mémoires
magnétiques non-volatiles (MRAMs) en moins de 800ps :
La filière technologique pour la réalisation de points mémoire de taille allant jusqu’à
70nm (lithographie électronique) a été mise au point en technologie 200mm et
100mm en collaboration avec le LETI/DTS. SPINTEC a démontré avec succès la
possibilité d’écrire l’information dans des MRAMs par un procédé d’écriture innovant
assisté thermiquement. Des mesures dynamiques ont montré que cette écriture
pouvait être réalisée en moins de 800ps. Cette technologie a conduit à la création
d’une start-up « CROCUS Technology ».
Premiers composants avancés basés sur l’injection de spin dans le Silicium :
Des composants plus « futuristes » sont aussi en cours d’études à SPINTEC parmi
lesquels des mémoires planaires intégrant matériaux magnétiques et Silicium. Des
jonctions de bonne qualité électrique ont été réalisées permettant l’injection de spins
polarisés dans le Silicium.
Simulations électriques et architecture innovante de composants intégrés
CMOS/magnétique :
Un modèle électrodynamique décrivant le comportement électrique de jonctions
tunnels a été développé. Ce dernier peut être intégré dans des logiciels de simulation
électrique de circuits complexes (SPICE, CADENCE,…). Ceci permet de tester des
architectures de composants intégrés innovants, mémoires ou logiques.
Stockage d’information ultrahaute densité : Moins cher, plus dense :
La technologie de nanoimpression a été mise au point en collaboration avec le
CNRS/LTM. Cette technique permet la duplication rapide et à relativement faible coût
de média discrets (formés de réseaux de plots de Si recouverts de quelques dizaines
de nanomètres de matériaux magnétiques). Des motifs de 50nm peuvent maintenant
être imprimés sur des plaques 200mm. Pour augmenter la densité d’information, une
approche multiniveaux a été proposée. Elle consiste à stocker plus de deux états par
plots en utilisant des couches magnétiques formées de la superposition de plusieurs
multicouches de coercitivités différentes.
De nouveaux média sur Silicium poreux ont également été développés pour une
approche d’écriture assistée thermiquement.
Phénomènes de transfert de spin :
Il s’agit d’effets réciproques des effets de magnétorésistance. Grâce à eux, on peut
agir sur l’aimantation d’une nanostructure magnétique en injectant dans cette
dernière un courant polarisé en spin. SPINTEC étudie intensément ces effets qui
conduisent à des propriétés de dynamique d’aimantation originales et très
intéressantes : commutation d’aimantation induite par un pulse de courant polarisé
ou excitations d’une précession entretenue d’aimantation. Le premier phénomène
peut être utilisé comme moyen d’écriture d’information dans des MRAMs ou portes
logiques, le deuxième est très intéressant pour la réalisation de composants
radiofréquences et en particulier d’oscillateurs RF pour les télécommunications. Des
simulations micromagnétiques dynamiques ont été réalisées pour interpréter les
résultats observés.
Anisotropie d’échange sans matériau antiferromagnétique !
L’anisotropie d’échange apparaît habituellement lorsqu’on couple un matériau
ferromagnétique avec un matériau antiferromagnétique. Il en résulte un décalage du
cycle d’hystérésis de la couche ferromagnétique suivant l’axe des champs. Ce
phénomène est abondamment utilisé en électronique de spin pour piéger
l’aimantation de certaines couches magnétiques qui servent de couches de
référence. Pour la première fois, SPINTEC a démontré qu’on pouvait également
obtenir de l’anisotropie d’échange en couplant un matériau à anisotropie hors du plan
avec un matériau à aimantation planaire. Le décalage de cycle apparaît lorsqu’on
désaimante le matériau à anisotropie perpendiculaire en présence d’un champ
planaire. Cette approche innovante apporte un nouveau regard sur ce phénomène
découvert il y a 50 ans et encore mal compris.
UNE MEMOIRE POUR LE FUTUR
Alina Deac - SPINTEC - [email protected]
Les mémoires à semi-conducteur actuellement disponibles pourront difficilement faire
sauter le verrou technologique à 0.1µm sans
un effort de R&D très important au niveau des
matériaux diélectriques. Les industriels s’intéressent donc aux technologies alternatives susceptibles de passer ce seuil à plus faible coût,
Fig. 1 : Mémoire MRAM standard à écriture par champ magnétique (lignes de champ en jaune)
comme les MRAM. Celles-ci, si elles s’avèrent
compétitives, pénètreront l’énorme marché des
La méthode d’écriture actuelle utilise des
tes. Ce courant d’électrons polarisés réoriente
ordinateurs personnels car elles remplaceront
champs magnétiques pour renverser la direc-
la direction de l’aimantation de la couche de
les actuelles mémoires vives. Les principaux
tion d’aimantation de la couche de stockage
stockage si celle-ci était orientée initialement à
avantages des MRAM sont leur forte capacité
(voir Fig. 1). En miniaturisant et en augmentant
180° de la direction de polarisation.
d’intégration (i.e. grande densité de bits) et
la densité de bits, deux problèmes se posent:
surtout leur non-volatilité: on pourrait ainsi
d’une part, des erreurs d’adressage risquent
créer un nouveau type d’ordinateur qui ne
de se multiplier et, d’autre part, la consomma-
nécessiterait plus de charger un système d’ex-
tion électrique pour l’écriture augmente.
ploitation (tel Windows) depuis le disque dur
Les avantages de cette nouvelle approche
sont nombreux :
• Forte densité d’intégration, le transistor
étant placé sous la JTM,
puisque celui-ci resterait à demeure dans la
Pour remédier à ces problèmes, parmi les
• Pas d’erreur d’adressage, le courant
mémoire vive MRAM. L’ordinateur serait donc
différentes approches qui ont été proposées,
d’écriture ne circulant que dans la cellule
prêt à l’emploi dès son allumage.
nous avons travaillé sur l’écriture par courant
adressée,
polarisé en spin (CIMS), sans champ magné-
• Ecriture parallèle, pas de perturbation
Une MRAM utilise une Jonction Tunnel
tique. Nous avons déposé plusieurs brevets,
Magnétique (JTM) pour sauvegarder l’informa-
décrivant les empilements préconisés ainsi que
• Puissance électrique inférieure à celle
tion. Une JTM comporte deux couches magné-
les matériaux envisagés. La figure 2 indique
nécessaire pour l’écriture par champ magné-
tiques séparées par une couche isolante. Une
schématiquement l’architecture simplifiée liée à
tique, et ce d’autant plus que la miniaturisation
des couches magnétiques a sa direction d’ai-
cette nouvelle méthode.
est poussée.
entre cellules adjacentes,
mantation piégée; elle demeurera inchangée
lors du fonctionnement de la mémoire: cette
Avec cette technique, le renversement de
Nous avons mis en évidence le renverse-
couche est appelée couche de référence. La
l’aimantation de la couche de stockage n’est
ment par courant polarisé dans des empile-
seconde couche magnétique est dénommée
plus effectué par un champ magnétique mais
ments métalliques modèles. Le principal pro-
couche de stockage: son aimantation peut s’o-
par un courant appliqué à travers la jonction.
blème est que des densités locales de courant
rienter parallèlement ou antiparallèlement à
Les électrons qui traversent la couche de réfé-
très élevées (107 A/cm² soit 0,1 A/µm²) sont
celle de la couche de référence, ce qui déter-
rence se polarisent en spin, i.e. les densités
nécessaires au renversement de l’aimantation.
mine l’état de l’information (“0” ou “1”).
d’électrons “up” et “down” deviennent différen-
De telles densités de courant sont rédhibitoires
pour une application dans des JTM. Nous travaillons donc sur le matériau et la structure des
JTM (développement de barrière de faible
résistance, couches à aimantation perpendiculaire, optimisation de l’empilement) pour abaisser la densité de courant nécessaire au renversement et l’amener à une valeur exploitable.
Fig. 2 : Mémoire MRAM à écriture par courant polarisé: écriture de la couche de stockage par le courant
transverse (flèche grise) polarisé en spin (la flèche noire indique le sens de polarisation)
JOUONS AUX NANO - BILLES !
H. Glaczynska - SPINTEC - [email protected]
Comment obtenir des structures sub-microniques ordonnées en réseau régulier sur une surface de plusieurs cm² ? Peut-être faut-il “juste” apprendre à
jouer avec des micro- et nano-billes! Ce jeu consiste à plonger un substrat de silicium dans de l’eau, sur laquelle flottent à la surface des billes de polystyrène de même diamètre (100 nm à 1µm). L’addition d’un tensio-actif provoque l’auto-assemblage des billes en un réseau hexagonal compact. Ce
réseau peut ensuite être récupéré sur le substrat, formant un masque de quelques cm² ayant peu de défauts structuraux.
Dans notre étude, nous avons déposé sur ces masques différents matériaux magnétiques (Co, Ni, FeNi). Après dissolution des
billes, il reste des îlots de forme triangulaire correspondant à l’interstice entre les sphères (Fig. 1), si le dépôt est directionnel (évaporation). Par contre, si le dépôt est non-directionnel (pulvérisaFig. 1: a) Image en microscopie électronique à balayage
d’un réseau de plots de Ni déposé à travers un masque de
billes (à gauche) - b) zoom (à droite).
tion), nous obtenons des îlots approximativement circulaires à
cause des effets d’ombrage qui empêchent le dépôt du matériau
dans les coins du triangle.
En jouant sur l’orientation du dépôt, cette méthode permet d’obtenir des réseaux de particules magnétiques sub-micro-
Fig. 2 : Cartographie
d’un plot par microscopie à force magnétique
indiquant un état quasimonodomaine: les flèches donnent l’orientation de l’aimantation
dans le plot.
niques de formes très diverses. Elle ouvre de nombreuses perspectives pour l’étude du micromagnétisme (Fig. 2) ainsi que pour
d’éventuelles applications à la réalisation de médias d’enregistrement discrets.
+ OU - DECALE !
V. Baltz - SPINTEC - [email protected]
Les systèmes ferromagnétiques/antiferromagnétiques (F/AF) permettent de piéger l’aimantation de la couche ferromagnétique dans un sens donné, en l’absence de champ
magnétique extérieur. Ils sont utilisés comme couche de référence dans les têtes de lecture et dans les mémoires magnétiques MRAM. L’étude et le contrôle du comportement de
systèmes F/AF sur nanoplots permettra de miniaturiser encore plus de tels dispositifs.
L’évolution de l’aimantation d’un F unique en fonction du champ magnétique extérieur
appliqué (ou cycle d’hystérésis) est centrée par rapport au champ nul. La mise en interaction du F avec un AF se traduit par un décalage en champ magnétique, noté ∆H, du
cycle d’hystérésis. Plus DH est grand, plus l’aimantation de la couche F est bien piégée.
a
b
Notre objectif est de comparer le comportement de nanoplots F/AF avec celui, mieux
connu, d’une couche continue F/AF. Pour cela, un empilement de NiFe/IrMn (NiFe=F ;
IrMn=AF) a été déposé (ou réalisé) sur un réseau de nanoplots (insert dans figure) et sur
Cycles d’hystérésis des plots et d’une couche continue de F/AF.
Insert : Image en microscopie électronique à balayage d’un
réseau de plots de Si réalisé par lithographie électronique et
gravure.
une couche continue de silicium. Nous observons principalement une diminution de ∆H
pour le système F/AF nanostructuré par rapport au même système en couche continue (voir figure). Cette diminution défavorable, à laquelle il faudra remédier en vue des applications, peut être attribuée au fait que la taille latérale d’un plot devient ici comparable à la taille d’une paroi de domaine dans l’AF. D’un point de vue fondamental, cette étude nous a permis de clarifier les différents mécanismes mis en œuvre dans le couplage F/AF.
.
CEA-GRENOBLE
I. FIRASTRAU
Développement d'un environnement de modélisation micromagnétique - couplage MACROMICRO.
INPG Grenoble 14/10/2004
A. POPA
Elaboration et caractérisation des nanostructures magnétiques.
F. BERNARD-GRANGER
Modélisation et simulation de micro systèmes magnétiques : Application aux têtes de lecture
GMR pour enregistreur sur bande et aux mémoires magnétiques de type MRAM.
Articles
V. BALTZ, J. SORT, B. RODMACQ, B. DIENY, S. LANDIS
Size effects on exchange bias in sub-100 nm ferromagnetic-antiferromagnetic dots deposited
on prepatterned substrates
A. DEAC, O. REDON, R. SOUSA, B. DIENY, J. P. NOZIERES, Z. ZHANG, Y. LIU , P. FREITAS
Current driven resistance changes in low resistance x area magnetic tunnel junctions with
ultra-thin Al-O-x barriers
I. FIRASTRAU, L. D. BUDA, J. C. TOUSSAINT, J. P. NOZIERES
Boundary Element Method and Micromagnetism coupling for MR heads modeling
Boundary element method and micromagnetism coupling for magneto-resistive heads
modeling
L. GHENIM, J. Y. FORTIN, W. GEHUI, X. ZHANG, C. BARADUC , J. C. VILLEGIER
Transport and vortex pinning in micron size superconducting Nb films
M. KEREKES, A. D. C. VIEGAS, D. STANESCU, U. EBELS, P. XAVIER, G. SURAN
Frequency domain studies of CoZr continuous thin films and FeNi wires using coplanar
transmission lines
S. LANDIS, B. RODMACQ, P. BAYLE-GUILLEMAUD, V. BALTZI, B. DIENY
Fabrication and characterization of magnetic media deposited on top or side edges of silicon
dots
Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Short Notes & Review Papers, 43,
3790-3795 (2004)
S. LANDIS, B. RODMACQ, B. DIENY
Fabrication of submicron magnetic line arrays for magnetic force microscopy tip calibration
Microelectronic Engineering, 73-74, 790-796 (2004)
K. LEE, Y. LIU, A. DEAC, M. LI, J. CHANG, S. LIAO, K. JU, O. REDON, B. DIENY , J. NOZIERES
Spin transfer effect in spin valve pillars for current perpendicular to plane magnetoresistive
heads
K. J. LEE, A. DEAC, O. REDON, J. P. NOZIERES, B. DIENY
Excitations of incoherent spin-waves due to spin-transfer torque
Nature Materials, 3, 877-881 (2004)
J. MORITZ, L. BUDA, B. DIENY, J. P. NOZIERES, R. J. M. VAN DE VEERDONK, T. M. CRAWFORD ,
D. WELLER
Writing and reading bits on pre-patterned media
J. MORITZ, F. GARCIA, J. C. TOUSSAINT, B. DIENY, J. P. NOZIÈRES
Orange peel coupling in multilayers with perpendicular magnetic anisotropy : application to
(Co/Pt)-based exchange-biased spin-valves
M. NATALI, A. POPA, U. EBELS, Y. CHEN, S. LI , M. E. WELLAND
Correlated vortex chiralities in interacting permalloy dot patterns
I. L. PREJBEANU, W. KULA, K. OUNADJELA, R. C. SOUSA, O. REDON, B. DIENY , J. P. NOZIERES
Thermally assisted switching in exchange-biased storage layer magnetic tunnel junctions
Ieee Transactions on Magnetics, 40, 2625-2627 (2004)
L. C. SAMPAIO, J. HAMRLE, A. MOUGIN, J. FERRE, F. GARCIA, F. FETTAR, B. DIENY, A. BRUN
In-depth selectivity of the magnetic second-harmonic generation of light in a multilayer
structure
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Perpendicular exchange bias in antiferromagnetic-ferromagnetic nanostructures
J. SORT, F. GARCIA, B. RODMACQ, S. AUFFRET, B. DIENY
Enhancement of exchange bias through a non-magnetic spacer
J. SORT, H. GLACZYNSKA, U. EBELS, B. DIENY, M. GIERSIG , J. RYBCZYNSKI
Exchange bias effects in submicron antiferromagnetic-ferromagnetic dots prepared by
nanosphere lithography
J. SORT, D. C. ILE, A. P. ZHILYAEV, A. CONCUSTELL, T. CZEPPE, M. STOICA, S. SURINACH,
J. ECKERT, M. D. BARO
Cold-consolidation of ball-milled Fe-based amorphous ribbons by high pressure torsion
Scripta Materialia, 50, 1221-5 (2004)
J. SORT, V. LANGLAIS, S. DOPPIU, B. DIENY, S. SURINACH, J. S. MUNOZ, M. D. BARO, C. LAURENT,
J. NOGUES
Exchange bias effets in Fe nanoparticles embedded in an antiferromagnetic Cr2O3 matrix
Nanotechnology, 15, S211-14 (2004)
J. SORT, B. RODMACQ, F. GARCIA, S. AUFFRET, B. DIENY
Thermal stability of pinned synthetic ferrimagnets with perpendicular magnetic anisotropy
J. SORT, A. ZHILYAEV, M. ZIELINSKA, J. NOGUES, S. SURINACH, J. THIBAULT, M. D. BARO
Microstructural effects and large microhardness in cobalt processed by high pressure torsion
consolidation of ball milled powders
Acta Materialia, 51, 6385-6393 (2003)
R. SOUSA, I. L. PREJBEANU, D. STANESCU, B. RODMACQ, O. REDON, B. DIENY, J. WANG ,
P. FREITAS
Tunneling Hotspots and Heating in Magnetic Tunnel Junctions
D. STANESCU, A. VIEGAS, M. KEREKES, B. RODMACQ, U. EBELS, P. XAVIER, T. FOURNIER,
S. MULLER , K. OUNADJELA
Local precessional reversal of a spin-valve element
G. SURAN, H. OUAHMANE, G. GORTAIS , J. P. NOZIERES
Variations of the induced anisotropy a-CoZr(M) (M = Mo,Ta) films as a function of thickness
and deposition parameters
B. DIENY
Spin-valves
Spinelectronics
Mark Johnson, Ed. pp (2004)
V. BALTZ, S. LANDIS, B. RODMACQ, B. DIENY
Perpendicular multilevel magnetic media sputtered onto continuous and sub-100nm
prepatterned silicon dots
JEMS (2004) Dresden (Allemagne)
V. BALTZ, B. RODMACQ, I. TRINDADE, B. DIENY
Perpendicular pre-patterned multilevel magnetic media
49th annual conference on magnetism and magnetic materials-MMM (2004) Jacksonville (USA)
V. BALTZ, J. SORT, S. LANDIS, B. RODMACQ, B. DIENY
Exchange bias in ferromagnetic-antiferromagnetic bilayers sputtered onto pre-patterned 90nm
square dots
JEMS (2004) Dresden (Allemagne)
Ferromagnetic-antiferromagnetic exchange biased bilayers sputtered on pre-patterned sub-100
nm dots
49th annual conference on magnetism and magnetic materials (2004) Jacksonville (USA)
Size effects on exchange bias in sub-100 nm ferromagnetic-antiferromagnetic dots deposited
onto prepatterned substrates
International workshop on exchange bias in magnetic nanostructures 04 (2004) Anglet (France)
J. CAMARERO, J. MIGUEL, F. GARCIA, J. VOGEL, S. PIZZINI, F. ROMANENS, J. SORT, N. BROOKES,
B. DIENY, J. GOEDKOOP
Magnetization reversal study of perpendicular exchange-coupled (Pt/Co)/FeMn films
Joint European magnetic symposia (JEMS04) (2004) Dresden (Allemagne)
J. CAMARERO, J. MIGUEL, F. GARCIA, J. VOGEL, S. PIZZINI, F. ROMANENS, J. SORT, N. BROOKES,
B. DIENY, J. B. GOEDKOOP
Study of the magnetization reversal of perpendicular exchange coupled (Pt/co)n/feMn films
using soft X-Ray scattering
J. CAMARERO, J. SORT, A. HOFFMANN, J. M. GARCIA-MARTIN, B. DIENY, R. MIRANDA, J. NOGUES
Anisotropy dependent asymmetric reversal in exchange biased systems
International workshop on Exchange bias in magnetic nanostructures 04 (2004) Anglet (France)
A. DEAC, K. J. LEE, J. W. CHANG, R. SOUSA, O. REDON, S. LIAO, C. P. CHEN, B. DIENY,
J. P. NOZIERES
Current induced switching in magnetic memory devices
9th joint MMM/Intermag conference (2004) Anaheim (USA)
A. DEAC, K. J. LEE, Y. LIU, M. LI, J. W. CHANG, S. LIAO, K. JU, B. DIENY, O. REDON ,
J. P. NOZIERES
Spin transfert in different laminated spin valves for CPP-MR heads
5th international symposium on Metallic Multilayers (2004) Boulder
A. DEAC, X. ZHANG, R. SOUSA, Y. LIU, O. REDON, P. FREITAS, B. DIENY , J. P. NOZIERES
Controlled Electro-Migration in Non-Uniform Insulating Barriers of Low RA Magnetic
Tunnel Junctions
9th Joint MMM Intermag Conference (2004) Anaheim (USA)
A. DEAC, Z. ZHANG, O. REDON, Y. LIU, P. P. FREITAS, B. DIENY , J. P. NOZIÈRES
Current Driven Resistance Change in Low RA Magnetic Tunnel Junctions with Ultra-Thin AlOx Barriers
9th joint MMM Intermag Conference (2004) Anaheim (USA)
B. DIENY, A. DEAC, K. J. LEE, Y. LIU, M. LI, J. W. CHANG, J. WANG, O. REDON, J. P. NOZIERES
Spin transfer effect in soft current perpendicular to plane spin valves for magnetoresistive
heads
Joint European magnetic symposia (JEMS04) (2004) Dresden (Allemagne)
C. DULUARD
Spin injection into silicon : a new concept of a magnetic memory integrated on silicon
PASPS III (2004) Santa Barbara (USA)
AMR read heads for zero-guard band multitrack recording
Joint European Magnetic Symposia (2004) Dresden (Germany)
Couplage macroscopique-microscopique pour l'investigation numérique des têtes de lecteur
multipistes
9eme colloque Louis Neel (2004)
I. FIRASTRAU, L. D. BUDA, J. C. TOUSSAINT, J. P. NOZIÈRES
Couplage macro-micro pour la modélisation numérique des têtes de lecture multi-pistes
Colloque Louis Neel (2004) Autrans (France)
P. FREITAS, Z. ZHANG, Y. LIU, A. DEAC, R. SOUSA, O. REDON, B. DIENY, J. P. NOZIERES,
J. VENTURA , J. SOUSA
Current induced switching in low resistance tunnel junctions with magnetic and non-magnetic
electrodes ; tunnelling and pinhole-dominated conduction regimes
9th joint MMM/Intermag conference (2004) Anaheim (USA)
M. KEREKES, I. L. PREJBEANU, R. SOUSA, O. REDON, U. EBELS, P. XAVIER, J. P. NOZIERES,
K. OUNADJELA, P. FREITAS , C. BARADUC
Dynamic heating in sub-micron size magnetic tunnel junctions with exchange biased storage
layer
49th annual conference on magnetism & magnetic materials (2004) Jacksonville (USA)
M. KEREKES, R. SOUSA, I. L. PREJBEANU, O. REDON, P. XAVIER, J. P. NOZIERES, B. DIENY,
U. EBELS
Dynamic heating in sub-micron size magnetic tunnel junctions with exchange biased storage
layer
Nextbias Ultraswitch Summerschool (2004) Biaritz (France)
M. KEREKES, D. STANESCU, A. VIEGAS, O. REDON, P. XAVIER, J. P. NOZIERES, B. DIENY , U. EBELS
Domain wall propagation in soft magnetic layers initiated by precessional reversal
Nextbias Ultraswitch Summerschool (2004) Biarritz (France)
M. KEREKES, A. VIEGAS, D. STANESCU, P. XAVIER, U. EBELS, L. S. DORMELLES, R. L. SOMMER
Precessional Reversal Studies in continuous soft layers
5th International Symposium on Metallic Multilayers - MML404 (2004) Boulder (USA)
M. KEREKES, A. D. C. VIEGAS, D. STANESCU, U. EBELS, P. XAVIER , T. FOURNIER
Magnetic excitations in wires and continuous thin films studies by inductive pump-probe
techniques in the frequency and time domain
MMM Intermag 2004 (2004) Anaheim (USA)
M. KEREKES, A. D. C. VIEGAS, D. STANESCU, P. XAVIER , U. EBELS
Precessional and relaxational reversal studies in continuous soft layers
M. KEREKES, A. D. C. VIEGAS, D. STANESCU, P. XAVIER, G. SURAN , U. EBELS
transmission lines
K. LEE, A. DEAC, O. REDON, J. NOZIERES , B. DIENY
Micromagnetic simulation on magnetic excitations due to spin-transfer torque
Joint european magnetic symposia (2004) Dresden (Allemagne)
K. J. LEE, Y. LIU, A. DEAC, M. LI, J. W. CHANG, S. LIAO, K. JU, O. REDON, B. DIENY,
J. P. NOZIÈRES
Spin transfer effects in spin-valve pillars for current-perpendicular-to-plane magnetoresistive
heads
9 th Joint MMM-Intermag Conference (2004) Anaheim (USA)
M. LI, S. LIAO, J. W. CHANG, K. JU, F. DELILLE, N. STRELKOV, E. FAVRE-NICOLIN , B. DIENY
Enhanced spin-flip scattering in the current-perpendicular-to-plane transport through
laminated spin-valves
9th joint MMM/Intermag conference (2004) Anaheim (USA), IEEE
Y. LIU, M. LI, S. LIAO, A. ZHENG, J. W. CHANG, K. JU , B. DIENY
Spin transfer effects in current-perpendicular-to-plane magnetoresistive spin-valve heads
J. MORITZ, B. DIENY, J. P. NOZIERES, R. VAN DER VERDONK, T. M. CRAWFORD , D. WELLER
Patterned media from prestructured wafers : a promising route towards ultrahigh density
magnetic recording
J. NOGUES, V. SKUMRYEV, S. STOYANOV, Y. ZHANG, G. HADJIPANAYIS, D. GIVORD, V. LANGLAIS,
J. SORT, S. DOPPIU, C. LAURENT, B. DIENY, J. S. MUNOZ, S. SURINACH , M. D. BARO
Exchange bias in nanoparticles
XIII International Materials Research Congress (2004) Cancun (Mexique)
I. L. PREJBEANU, V. KULA, K. OUNADJELA, R. SOUSA , O. REDON
Ecriture assistée thermiquement des mémoires MRAM
I. L. PREJBEANU, V. KULA, K. OUNADJELA, R. SOUSA , O. REDON
Thermal assisted writing scheme for low power MRAM
Joint European magnetic symposia (JEMS04) (2004) Dresden (Germany)
I. L. PREJBEANU, W. KULA, K. OUNADJELA, R. SOUSA, O. REDON, B. DIENY , J. P. NOZIERES
Thermally assisted switching in exchange-biased storage layer magnetic tunnel junctions
9th joint MMM Intermag Conference (2004) Anaheim (USA)
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MRAM : from state of the art to advanced generations
Nanoelectronics materials conference (2004) Grenoble (France), Sigma Aldrich
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Domain wall magnetoresistance in epitaxial Co wires
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Perpendicular exchange bias
49th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials - MMM 04 (2004) Jacksonville
(USA)
J. SORT, H. GLACZYNSKA, U. EBELS, M. GIERSIG, J. RYBCZYNSKI , B. DIENY
Exchange bias effects in submicron dots prepared by nanosphere lithography
9th joint MMM Intermag (2004) Anaheim (USA)
J. SORT, B. RODMACQ, S. AUFFRET, B. DIENY
Pinned synthetic ferrimagnets with perpendicular anisotropy and tunable exchange bias
9th Joint MMM Intermag (2004) Anaheim (USA)
R. SOUSA, I. L. PREJBEANU, D. STANESCU, B. RODMACQ, O. REDON, B. DIENY, J. WANG,
P. FREITAS
Tunneling Hotspots and Heating in Magnetic Tunnel Junctions
9th joint MMM Intermag (2004) Anaheim (USA)
A. VEDYAEV, N. RYZHANOVA, N. STRELKOV , B. DIENY
Magnetoresistance and spin transfer in magnetic tunnel junctions
A. VEDYAEV, I. ZHUKOV, B. DIENY
Current perpendicular to plane giant magnetoresistance in laminated nanostructures
A. VIEGAS, M. KEREKES, D. STANESCU, U. EBELS, P. XAVIER, G. SURAN, L. S. DORNELLES ,
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Precessional reversal of soft magnetic continuous layers
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A. VIEGAS, M. KEREKES, D. STANESCU, P. XAVIER, G. SURAN , U. EBELS
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5th International Symposium on Metallic Multilayers - MML'04 (2004) Boulder (USA)
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