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SOMMAIRE
Le mot du Directeur
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1
Bilan de janvier 2008 au 30 juin 2013
Organisation du laboratoire
Infrastructures, équipements et compétences rénovés
Le personnel SPMS
Budget, financement, dépenses
Statistiques de la production scientifique
Gestion des ressources humaines
Equipements principaux du laboratoire
Hygiène et sécurité
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P
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p
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3
5
9
10
15
17
18
19
21
Rapport d’activité des opérations scientifiques
OS1 – Matériaux fonctionnels pour l’énergie
OS2 – Matériaux diélectriques pour composants électroactifs
OS3 – Matériaux modèles et molécules pharmaceutiques
OS4 – Matériaux et technologies de l’hydrogène
p
p
p
p
p
25
29
47
65
85
Projets et perspectives
Contexte et identité de SPMS
Réorganisation du laboratoire
Orientations scientifiques de chaque axe
Stratégie de communication
Stratégie de développement vers l’entreprise
Ressources humaines
p
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p
p
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97
99
101
104
114
115
116
Production scientifique
Publications dans revues avec comité de lecture
Conférences invitées
Communications avec actes (dont posters, actes de congrès et
communications orales)
Autres conférences invitées
Séminaires au laboratoire
Séminaires donnés à l’extérieur
Participation ouvrages
Thèses
Post doctorants
Valorisation
Responsabilités
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p
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117
123
140
151
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p
p
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166
167
171
173
175
178
179
182
1
Le mot du Directeur
En janvier 1999 l’Ecole Centrale de Paris, en concertation avec le CNRS, a souhaité créer un pôle
d’excellence dans le domaine de la physique-chimie de la matière condensée afin notamment de
regrouper et d’améliorer la visibilité de son activité dans ce domaine. Il a donc été créé l’Unité Mixte
de Recherche 8580 dépendant au CNRS du département Sciences Chimiques: le Laboratoire
Structures, Propriétés, Modélisation des Solides (SPMS), à partir de deux unités de recherche
associées au C.N.R.S. (URA), le «Laboratoire de chimie-physique du solide» dirigé par G. Calvarin,
le «Laboratoire de physico-chimie moléculaire» dirigé par N.Q. Dao, et une équipe de recherche ECP,
«Structures électroniques et modélisation des milieux denses» dirigée par P. Becker. SPMS a été dirigé
par G. Calvarin jusqu’en février 2002, date à laquelle j’en ai été nommé directeur, puis renouvelé en
février 2006 et en janvier 2010, et ce jusqu’à la fin de mon dernier mandat fin janvier 2014.
Le laboratoire dépend au CNRS de l’Institut des Sciences Chimiques et de la section 15 : Chimie des
matériaux, nanomatériaux et procédés. Il est fortement impliqué dans l’école doctorale de l’ECP
«Sciences pour l’Ingénieur» et dans les nouveaux cursus de Masters pour lequel il est responsable de
la spécialité «Matériaux et Nano-objets» en association avec Paris VI. Il a de plus reçu pour mission
d’être leader pour l’enseignement de la physique à l’ECP : le directeur du Département Physique ainsi
que le responsable de l’option de 3ème année de l’ECP intitulée «Physique et Applications» sont des
enseignants-chercheurs de SPMS.
Il a su trouver sa place dans la structuration devenue extrêmement complexe de la recherche
française riche en floraison de pôles d’excellence et regroupements de toutes natures : Labex,
Equipex, RTRA, DIM, équipes mixtes, LRC, GDR etc etc le tout dans la perspective à courte échéance du
déménagement de l’ECP sur le plateau de Saclay et la fusion avec SupElec, impliquant des
changements profonds en particulier du point de vue des Ecoles Doctorales et de la structuration de
l’enseignement en Départements. Cette dernière partie, à l’heure où ces lignes sont écrites, est
toujours en gestation et l’ensemble des chercheurs de SPMS sont tous impliqués dans les
innombrables discussions et réunions associées.
Ce déménagement sur le plateau de Saclay implique bien entendu aussi la construction de nouveaux
bâtiments et donc aussi la création d’un nouveau centre de recherche de l’ECP : il s’agit donc à la fois
d’un problème de génie civil mais aussi de tenir compte des évolutions plus ou moins prévisibles du
périmètre au sens surfacique mais aussi scientifique de ce que sera le laboratoire dans l’avenir. SPMS
a élaboré les plans du « futur » laboratoire avec le cabinet d’architectes en charge, mais les aspects
« génie civil » et « perspectives scientifiques » liés à ce transfert sont toujours d’actualités et restent
toujours très chronophages.
Heureusement SPMS travaille depuis très longtemps avec les laboratoires du plateau de Saclay : pour
mention, à travers son implication de longue date sur les deux Grands Instruments de diffraction du
plateau, à savoir le synchrotron Soleil et le LLB associé au réacteur Orphée du CEA, mais aussi son
équipe mixte avec le CEA devenue depuis 2011 LRC (laboratoire de recherche commun), et aussi sa
collaboration privilégiée avec l’UMR Thales, sans mentionner ses nombreuses autres collaborations
SPMS – Rapport d’activité janvier 2008 au 30 juin 2013
2
avec d’autres laboratoires du CEA (Iramis) et de l’Université d’Orsay (ICMMO..). L’ensemble de ces
collaborations qui ont donné lieu à une production scientifique commune abondante ; ainsi il ne
s’agira pas pour nous d’une mutation mais plutôt d’un approfondissement de relations avec des
partenaires connus et d’autres encore à venir.
Dans la période écoulée SPMS a reçu deux signaux forts du CNRS : l’embauche d’une jeune Chargée de
Recherche, Ingrid Canero, et le passage en tant que Directeur de Recherche de Guido Baldinozzi,
responsable du LRC. Même si la situation en termes de population chercheurs et ITA reste
préoccupante, notamment à cause de la forte diminution du nombre d’enseignant-chercheurs de
l’ECP, elle nous parait maintenant non critique et nous donne confiance en l’avenir.
SPMS a su aussi parfaitement s’adapter à la mutation des modes de financement de la recherche
publique française, devenue eux aussi d’une lisibilité loin d’être cristalline. Il suffit de regarder la partie
budgétaire de ce rapport pour constater que nous sommes très présents sur tous ces financements
qui sont apparus ou se sont renforcés depuis le dernier contrat : ANR, Equipex, Sesame, DIM (CNano,
Oxymore), projets européens STREP et network of excellence, ex-ANVAR, Institut Carnot, ADEME,
PRES-Université Sud etc dont le total est en très forte hausse.
Beaucoup de choses restent à faire ou à améliorer, mais au moment proche de quitter mes fonctions
et de redevenir «simple» chercheur, je suis persuadé que mon successeur, Guilhem Dezanneau,
trouvera dans la perspective du déménagement à Saclay, l’énergie suffisante pour aborder avec
succès tous les problèmes auxquels il sera confronté… Il pourra compter sur mon aide de la même
façon que j’ai reçue celle de mon prédécesseur.
3
BILAN
Janvier 2008 au 30 JUIN 2013
4
5
Organisation du laboratoire
Durant cette période l’organisation scientifique du laboratoire a été basée sur l’existence de 4
opérations scientifiques (OS) et ce rapport d’activité est présenté sur cette base. Chaque opération
comprend des chercheurs et enseignants-chercheurs permanents, des doctorants et post-docs et des
collaborateurs, c'est-à-dire des chercheurs ou enseignants-chercheurs d’autres organismes qui
contribuent pour un temps supérieur à un équivalent-trimestre par an de façon permanente aux
recherches du laboratoire, et pour lesquels il existe une convention signée entre les deux organismes.
L’ensemble du personnel technique est par contre organisé en services communs. Le règlement
intérieur des laboratoires du CNRS est appliqué, avec quelques aménagements liés à l’implantation sur
le site de l’ECP et la présence de personnels des 2 organismes de tutelle. Le laboratoire est doté d’un
conseil de laboratoire, constitué de membres élus, nommés et responsables d’OS qui se réunit une
fois par mois : il est chargé d’aider le directeur à toutes décisions prises concernant tant la
politique scientifique, la politique de recrutement, l’organisation, le budget… . Tous les mois un
compte-rendu est diffusé à l’ensemble du personnel.
Nouveauté de ce contrat, un Conseil scientifique formé de l’ensemble des chercheurs permanents se
tient très régulièrement afin de discuter de points divers tels que les candidatures de doctorants et
post-docs, les investissements lourds, l’évolution de la structure opérationnelle, les embauches à
prévoir etc. Autre nouveauté, tous les ans se tient la journée des doctorants de SPMS qui permet des
échanges et des conseils sur l’avancement des travaux de thèses en cours.
Des séminaires de chercheurs extérieurs, ainsi que des séminaires donnés par les chercheurs des
différentes OS sont régulièrement organisés et ouverts à tous les membres du Centre de recherche et
sont renseignés sur le site WEB du laboratoire : www.spms.ecp.fr (un nouveau site est en cours de
construction avec une prévision d’ouverture en 2014).
6
Ouverture de cette organisation sur l’extérieur
1- Au plan national :
• l’OS1 est un laboratoire commun de recherche (LRC) avec le CEA/DEN/DMN Saclay
• l’OS3 a été dès sa création une opération mixte commune avec l’UMR 8612 (Lab. Physicochimie, Pharmacotechnie et Biopharmacie CNRS et Université Paris XI, dir. E. Fattal).
• L’OS2 a un chercheur qui est aussi chercheur-associé au LLB de Saclay depuis 25 ans.
• La présence du laboratoire est toujours forte sur les grands instruments : LLB, ESRF, ILL,
SOLEIL, BESSY, qui sont des outils indispensables pour nos études.
• Notre ouverture sur le plan national est notamment aussi démontrée par le fait que sur les
quelques 234 publications de rang A du laboratoire depuis 2008, plus de 103 sont en
collaboration avec d’autres laboratoires français (hors équipes mixtes), voir liste en fin de
document. Ces collaborations sont montrées sur la carte ci-dessous.
Notons en passant le fait que 55 de ces 234 publications ont pour co-auteurs un doctorant du
laboratoire.
• Le laboratoire est impliqué dans 4 Labex : NanoSaclay (la plus grande partie de l’OS2), Palm (le
LRC avec le CEA), Lasips (l’OS4 et une partie de l’OS2), et CHARMMAT (la majeur partie de
l’OS3).
7
• Les chercheurs du laboratoire participent à 6 GDR :
GDR Pamir (Physique et applications de la matière
sous irradiation)
GDR Matériaux multiferroïques
GDR ModMat (Modélisation des matériaux)
GDR Spark Plasma Sintering
GDR CoDFT (Approches semi-empiriques à la Théorie
de la Fonctionnelle de la Densité et au-delà)
GDR PACS (Piles à combustibles et Systèmes)
Avec en particulier des accords formalisés :
LSI Palaiseau, UMR 7642
Projet Solnac – C’Nano : LCMC, UMR 7574 et SCM, UMR 3299, France
Laboratoire Léon Brillouin, UMR 12 CEA Saclay, France
UM de Physique CNRS – Thalès, Palaiseau, France
Laboratoire Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute température et irradiation, Orléans, France
Minatec, LETI/CEA, Grenoble, France
Service de Physique et chimie des surfaces et interfaces, IRAMIS/CEA, Saclay, France
Université de Okayama, Japon
JSPS, Japon
21th COE, Japon
Departement of Physics, Faculty of Advances sciences & engineering, Waseda Univ., Tokyo, Japon
Tokyo Institute of Technology, Yokohama, Japon
JASRI, Japan Synchrotron Radiation Institute, Japon
NSF-CNRS
Physics department and Institute for nanoscience & engineering, Univ. of Arkansas, Fayetteville, USA
Chinese Science Council, Chine
Ioffe physical-technical Institute of the Russian Academy of Sciences, St Petersburg, Russie
Nanotechnology chair, Faculty of Physics, Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russie
Jozef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenie
Microelectronics and materials physics laboratories, University of Oulu, Oulun Yliopisto, Finlande
Institute of Electrical and Information Engineering, University of Kiel, Allemagne
Institute for Materials Science, University of Duisburg-Essen, Duisburg, Allemagne
PAI Pavle-Savic
• Partenariats industriels privilégiés :
A partir des travaux de recherche du laboratoire ou avec un appui important de sa part, 4 startup ont été créées ou se sont développées : NanoE, Emulsar, AgoraEnergy, MegaWave. Cela est
8
rendu possible grâce à l’existence à l’ECP d’une filière « création d’entreprise » en interaction
avec les laboratoires et la présence d’un incubateur qui permet d’assurer une certaine
pérennisation aux sociétés naissantes. Nous avons en particulier une relation privilégiée avec
Nano-E créée en Août 2008, formée de 3 jeunes centraliens, relation qui passe par des contrats
de recherche mais aussi des sujets communs de thèse (une thèse « ministère » soutenue, et une
CIFRE en cours), et qui devrait se concrétiser à terme par un accord d’équipe mixte. Un projet
important en cours de montage existe aussi avec la société SCHLUMBERGER.
Nous avons aussi des partenariats à travers des thèses ou post-docs communs, des ANR,
contrats, etc… avec de grands groupes tels que Thalès, ST Microelectronics, Ferroperm,
Imasonic, Lego, …
2- Au plan international
• Sur les quelques 234 publications de rang A du laboratoire, plus de 183, soit environ 80 %, sont
en collaboration avec des laboratoires étrangers, voir liste en fin de document.
• Nous recevons de plus tous les ans des professeurs invités de renommée internationale (voir
liste plus bas dans ce rapport) qui viennent tous les ans passer un ou plusieurs mois au
laboratoire pour avancer des recherches en collaboration donnant lieu à des publications
communes.
Cela se traduit par la mappemonde ci-dessous :
9
Infrastructures, équipements et compétences rénovés
• Le laboratoire est implanté et regroupé depuis septembre 2007 dans des locaux
complètement neufs, financés par l’ECP pour un montant total de 600k€.
• Le centre de diffraction regroupe les appareillages RX de l’unité et a pour vocation d’être un
service commun du Centre de Recherche de l’ECP. Une partie importante des résultats originaux
du laboratoire « repose » sur ce type d’installation permettant de la diffraction haute
résolution dans une grande gamme d’environnements-échantillons. Depuis plusieurs années,
son potentiel a augmenté grâce à l’achat d’une deuxième anode tournante, multipliant par
deux les possibilités du centre. De plus, il vient juste de s’équiper (septembre 2013) d’un
nouveau diffractomètre pour les études hautes résolutions de densité électronique. De très
nombreuses équipes françaises et étrangères viennent régulièrement travailler chez nous,
expliquant pour une part importante nos nombreuses publications communes.
• Outre les activités de diffraction, il convient de noter que nous avons
considérablement développé ces dernières années nos activités de synthèses, ainsi que les
mesures physiques électriques. On peut aussi noter que le laboratoire est partenairefondateur de la plate-forme de frittage « Spark Plasma Sintering » du CNRS implantée à Thiais,
ainsi que du GDR associé. Cette nouvelle technique nous permet d’obtenir des céramiques
de densité et de qualité exceptionnelle.
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Le Personnel de SPMS
Evolution par rapport au contrat précédent
Au 30 juin 2013 le personnel compte 55 personnes : 25 permanents à savoir 12 enseignantschercheurs/chercheurs et 13 I.T.A.(dont 3 CDD), et 30 non-permanents, à savoir 16 thésards,
10 collaborateurs, et 4 post-docs.
Sur les 12 enseignants-chercheurs/chercheurs permanents, 4 appartiennent au CNRS, 8 à l’ECP; sur
Les 13 I.T.A., 3 appartiennent au CNRS, 10 appartiennent à l’ECP.
Par rapport à la fin du contrat précédent (2008) où le personnel comptait 57 personnes :
28 permanents à savoir 14 enseignants-chercheurs/chercheurs et 14 ITA (dont 2 en CDD), et 29 nonpermanents, à savoir 18 thésards, 8 collaborateurs et 3 post-docs, l’ensemble du personnel est
légèrement plus faible.
La répartition au 30 juin 2013 est la suivante :
4 Chercheurs CNRS
BALDINOZZI Gianguido
CANERO-INFANTE Ingrid
DEZANNEAU Guilhem
KIAT Jean-Michel
DR2
CR2
CR1 + HDR
DR2 + HDR
OS1
OS2
OS4
OS2
S 15
S 15
S 15
S 15
Par rapport au contrat précédent : 1 chercheur a été embauché, 1 a obtenu son HDR et un 3ième est
passé DR2.
8 Enseignants-chercheurs
CORTONA Pietro
DAMMAK Hichem
DKHIL Brahim
GILLET Jean-Michel
JANOLIN Pierre-Eymeric
JOUAN Michel
KORNEV Igor
SPASOJEVIC-DE-BIRE Anne
PR2 + HDR
PR2 + HDR
MC
PR2 + HDR
MC
PR2 + HDR
PR1 + HDR
PR2 + HDR
OS3
OS2 puis OS3
OS2
OS3
OS2
OS2
OS3
28
28
33
28
28
33
28
31
Par rapport au contrat précédent, 2 enseignants ont quitté le laboratoire, un est en éméritat. On
peut donc regretter le manque d’embauche durant le contrat qui se finit…
Au total donc 2 chercheurs/enseignants-chercheurs en moins par rapport au contrat précédent.
11
3 I.T.A. CNRS Permanents
BOGICEVIC Christine
BRIL Xavier
SALVINI Pascale
IR
IE
T
Département Chimie
Département Mesures Electriques
Services Communs
BAP B
BAP C
BAP H
Par rapport au contrat précédent, un IE a été embauché au CNRS, une IE CNRS a été promue IR au
CNRS, un IR qui était en CDD au CNRS a été embauché par l’ECP, un IE est parti en retraite, une
secrétaire a quitté le laboratoire, son poste a été remplacé par l’ECP . Donc au total 1 ITA CNRS en
moins.
10 I.T.A. ECP dont 3 CDD
BENARD Agnès
BOEMARE Gilles
GEMEINER Pascale
GUIBLIN Nicolas
JUBEAU Hubert
KAROLAK Fabienne
MARTIN Thierry
ROUSSEL Claire
VINEE-JACQUIN Christine
ZAOUIA Ben Younès
T
T
IE
IR
T
T
IE
AT
T
T
BAP C
BAP C
BAP C
BAP B
CDD
BAP B
BAP B + ACMO
BAP C
CDD
CDD
Par rapport au contrat précédent, un IR en CDD au CNRS a été embauché par l’ECP, un IE et un T
sont partis en retraite, une secrétaire CNRS a quitté le laboratoire mais a été remplacé par l’ECP, un
AI en CDD sur une ANR a quitté le laboratoire. 2 T ont été embauchés en CDD par l’ECP mais ont
quitté le laboratoire, et ont été remplacés. Donc au total 1 ITA ECP en plus par rapport au contrat
précédent. Ce maintien est principalement du grâce aux embauches sur l’ECP.
4 Post Doctorants (en cours au 30 juin 2013)
EL HASSAN Nouha
ECP
GUIDO Ciro Achille
CNRS - ANR
OTTOCHIAN Alistar
CNRS - ANR
PODSOROV Ekaterina
CEA
OS3
OS3
OS4
OS1
6 mois
18 mois
18 mois + 12 mois
7 mois
2013
2012 - 2013
2012 - 2013
2012-2013
8 Post Doctorants reçus et partis pendant la période de 2008 au 30 juin 2013)
AL ZEIN Ali
CNRS - ANR OS4
21 mois
2011 – 2012 - 2013
AMAN Yan
CEA
OS1
12 mois
2011 - 2012
CIAMAKOV Iurii
ANR
OS3
18 mois
2008 - 2009
EL HASSAN Nouha
CNRS ANR
OS3
8 mois
2012
HU Yang
CRNS - ANR OS4
21 mois
2011 – 2012 -2013
LEONTYEV Igor
ANR
OS2
12 mois
2008 - 2009
PODSOROV Ekaterina
ECP
OS2
4 mois
2010 - 2011
SHAGANOV Anton
ECP
OS2
1 mois
2009
YANG Hanxun
CNRS
OS3
10 mois
2010 - 2011
12
16 Doctorants (thèse en cours au 30 juin 2013)
BAI Xiaofe
CLAIR Bertrand
COCHARD Charlotte
DEMANGE Gilles
FAYE Romain
HUO Da
IAKOVLEVA Anastasia
IKNI Aziza
LI Wenjing
LIU Yang
NAHAS Yousra
PIZZI Elisabetta
PROKHORENKO Sergei
RABACHE Camille
SHI Xiaoxuan
XU Xiao
OS2
OS3
OS2
OS1
OS2
OS1
OS4
OS3
OS3
OS2
OS2
OS1
OS2
OS2
OS3
OS3
Année d’inscription
financement
2012
2010
2012
2012
2011
2012
2012
2010
2013
2013
2010
2010
2011
2010
2012
2011
Chinese Science Council
Allocation ECP
Cifres Schlumberger
Allocation Ministère
ANR CNRS
Allocation CEA
Cifres Nanoé
A la fin du contrat précédent, il y avait 18 doctorants en cours.
Dans la période 2008-2013,il faut rajouter 12 doctorants ayant soutenu :
BEVILLON Emile
OS4
soutenue avec succès – septembre2009
WANG Yanzhong
OS4
FRANCZKIEWICZ Mathieu
OS1
DUPE Bertrand
OS2
soutenue avec succès – novembre2010
BRAIDA Marc-David
OS4
soutenue avec succès – décembre2010
HU Yang
OS4
soutenue avec succès – mars 2011
LIU Hongbo
OS2
soutenue avec succès – novembre 2011
MARCET Mathieu
OS1
soutenue avec succès – octobre 2012
THIERCELIN Mickaël
OS2
soutenue avec succès – octobre 2012
ANOUFA Mickaël
OS2
soutenue avec succès – décembre 2012
LOUIS Lydie
OS2
soutenue avec succès – juin 2013
HENTATI Mouhamed-Amin
OS2
soutenue avec succès – juin 2013
Le suivi des doctorants, assuré par l’ED de l’ECP montre une très bonne intégration de ceux-ci dans
le monde du travail ; globalement depuis la création de l’UMR 2/3 travaillent comme
ingénieurs de recherche en entreprise et 1/3 a intégré le monde académique.
13
10 Collaborateurs
Il s’agit de chercheurs d’autres organismes qui consacrent un temps supérieur à un équivalenttrimestre par an de façon permanente aux recherches du laboratoire et pour lesquels existent une
convention signée des différents organismes de tutelles.
GENESTE Grégory
GEIGER Sandrine
GHERMANI Nour-Eddine
GOSSET Dominique
HAYOUN Marc
HAUMONT Raphaël
LAVEUGLE Elodie
LUNEVILLE Laurence
THI Mai Phan
SIMEONE David
OS4
OS3 puis OS2
OS3
OS1
OS2 puis OS3
OS2
OS2
OS1
OS2
OS1
Ingénieur CEA / DAM
MdeC PXI Opération mixte UMR 8612
PU PXI Opération mixte UMR 8612
IR CEA-équipe mixte – CEA/DEN/DMN Saclay
CEA
U Paris Sud XI
IR Thalès
IR CEA-équipe mixte – CEA/DEN/DMN Saclay
IR Thalès
CEA
Par rapport au contrat précédent, ce nombre est passé de 8 à 13, et un quatorzième est en cours
de négociation (avec la start-up NanoE).
2 Chercheurs Emérites
BECKER Pierre
NGUYEN Quy Dao
ECP+HDR
CNRS+HDR
Professeur Emérite
Directeur de Recherche DR1 Emerite
13 Professeurs Invités accueillis de 2008 au 30 juin 2013
A la liste du personnel doit être ajouté un certain nombre de chercheurs invités, généralement sur
financement de l’ECP. Nous listons ci-dessous uniquement ceux qui ont eu une présence
supérieure ou égale à 1 mois au laboratoire durant le contrat quadriennal précédent.
BELLAICHE Laurent
BOSNAKOVIC Naka
BOUHMAIDA
Nouzha
CHO Art
KHOKLIN Andreï
LUPASCU Doru
NOVAKOVIC
Sladjana
PERTSEV NikolaÏ
Université d’Arkansas
(USA)
OS2
2 mois
2008
Institut of Nuclear
Sciences – Belgrade
(Serbie)
OS3
1 mois/an
1 mois
2009,2010,2011,2012
2009
Université de MarrakechSemlalia (Maroc)
Université de Corée-Séoul
(Corée)
Université d’Aveiro
(Portugal)
Universitat DuisburgEssen (Allemagne)
Institut of Nuclear
Sciences-Belgrade
(Serbie)
Academy of Sciences St
Pertersburg (Russie)
OS3
2 mois
1 mois
2011
2009
OS3
3 mois
2013
OS2
2 mois
2012
OS2
4 mois
2013
OS3
2 mois/an
2008,2009,2010,2011
OS2
1 mois/an
2009,2010,2011
14
SICKAFUS Kurt
SUSANTA Kumur
TYUNINA Marina
UESU Yoshiaki
YOKOTA Hiroko
ZHANG Wei
Laboratoire National de
Los Alamos (USA)
Institut of SciencesBangalore (Inde)
Université d’Oulu
(Finlande)
Université de Waseda
(Japon)
Université de Chiba
(Japon)
Ecole Centrale Pekin
(Chine)
OS1
1 mois/an
2008,2010,2011
OS3
6 mois
2011
OS2
1 mois/an
2010,2011
OS2
2 mois
2011
OS2
1 mois
2011
OS3
1 mois/an
2011,2012
Par rapport au contrat précédent 5 professeurs invités de plus.
La pyramide des âges concernant le personnel permanent est la suivante :
5
4,5
4
3,5
ITA
3
2,5
Chercheurs et
Enseignants Chercheurs
2
1,5
1
0,5
0
20 à 30 30 à 40 40 à 50 50 à 60 60 et +
Cette pyramide montre une distribution à peu près équilibrée entre 30 et 50 ans, tant pour les ITA que
pour les enseignants-chercheurs.
La situation en terme de chercheurs CNRS reste préoccupante : malgré l’embauche d’un CR fin 2012, il
ne reste plus que 4 chercheurs CNRS, suite aux départs en retraite alors que début 2001 ce chiffre
était de 9, et à la création de SPMS de 10. Comme dans de nombreux laboratoires, ces derniers ont un
poids particulier en terme d’encadrement d’équipe, encadrement de thésards/postdocs (environ 50
%), montage de projets, publications (participation à environ 30 % des articles publiés), gestion de la
recherche, etc…
15
Budget, financement, dépenses
Evolution du budget
L’évolution des crédits (hors salaires) est représentée sur le graphe suivant :
Evolution crédits
1200000
1000000
prévision fin 2013
CNRS
800000
Montant
Carnot
ANVAR
600000
excep CNRS
400000
ANR
Contrat - Europe
200000
Mi-lourd ECP
0
ECP
2002 2003
2004 2005
2006 2007
2008 2009
2010 2011
2012 2013
CNRS
Année
Rajoutons pour faire un bilan consolidé, qu’en 2011 il y avait concernant le CNRS 520000€ et l’ECP
1347755€ en terme de salaire, et en 2012 545900€ (CNRS) et 1488639€ (ECP).
L’évolution montre notamment :
1- Une augmentation globale du montant total de crédits. Cette augmentation vient de
l’augmentation très forte de nos financements de type ANR
2- Une diminution régulière des crédits de fonctionnement CNRS qui ne représentent maintenant
qu’un vingtième de nos crédits (hors salaires) en 2013. En particulier l’embauche d’un CR
augmentant de manière globale le nombre de chercheurs CNRS ne s’est traduit par aucune
augmentation, ce malgré notre demande répétée. Les crédits de fonctionnement venant de l’ECP
restent stables.
16
3- L’existence de crédits mi-lourd ECP (malheureusement très exceptionnels dans le cas du CNRS)
permet une gestion à moyen terme des gros équipements ; c’est grâce à ces crédits que le
financement global de gros équipements peut être fait.
4- La fluctuation énorme des crédits suivant que les années sont bonnes ou moins bonnes en terme
d’ANR, ce qui ne permet absolument pas de faire une gestion globale à moyen terme, sans parler
du long terme…
Financement obtenu par les OS dans le cadre de contrat, ANR, projets etc.
Ici sont indiqués les montants des contrats, projets européens, ANRs, etc… obtenus par les différentes
opérations scientifiques, ceci pour la période 2008-2013.
700000,00
600000,00
500000,00
OS4
400000,00
OS3
300000,00
OS2
200000,00
OS1
100000,00
0,00
2008
2009
2010
2011
2012
2013
17
Statistiques de la Production scientifique
L’évolution de la production scientifique, présentée en fin de rapport pour le contrat 2008 au 30 juin
2013 est représentée ci-dessous depuis la date de création de SPMS, avec le nombre de chercheurs
publiant correspondants :
La production scientifique du 1er janvier 2008 au 30 juin 2013 consolide les résultats obtenus lors du
contrat précédent, car elle est globalement stable malgré la diminution du nombre d’enseignantschercheurs. Durant la période de janvier 2008 au 30 juin 2013, il y a eu 234 publications, 140
conférences invitées et 164 communications, alors que dans le précédent rapport, il y avait 160
publications, 68 conférences invitées et 146 communications. Sur ces 234 publications, 55 ont pour
co-auteur un doctorant du laboratoire et sur 164 communications, 57 ont pour co-auteur un
doctorant du laboratoire.
Cette progression par rapport au contrat 2000-2004 marquait une forte augmentation malgé, là
encore, la diminution du nombre des chercheurs.
Globalement, on peut dire que depuis sa création SPMS publie 2 fois plus avec 2 fois moins de
personnes.
On trouvera à la fin de ce rapport le détail de cette production ainsi que d’autres aspects de
valorisation, contrats, brevets etc. La répartition par opérations scientifiques est montrée plus loin.
18
Gestion des Ressources humaines
En accord avec les suggestions du Groupe Ressources Humaines de l'Ecole Centrale Paris et des
recommandations faites par le CNRS, nous avons mis en place au cours du plan en cours un certain
nombre d'outils destinés à améliorer la gestion des ressources humaines, tant sur le plan des
recrutements que sur le plan des performances individuelles et du suivi des personnes et de leur
carrière.
Les outils qui ont été développés et mis en place sont les suivants :
1- Entretiens individuels :
L'ensemble du personnel permanent, chercheurs, enseignants-chercheurs et ITA réalise
annuellement un entretien individuel avec le directeur d'unité. Cet entretien permet d'une part de
suivre l'évolution de carrière d'une personne et d'anticiper les éventuels points de blocage. Il
permet également de définir des grilles d'objectifs, les indicateurs de validation de ces objectifs et
de définir les éventuels moyens à disposition ou de prévoir pour y parvenir les besoins de
formation, missions de longue durée, etc… Un résumé factuel de ces entretiens est effectué dans
des fichiers de type excell, dont une partie est transmise à la direction de l’ECP, l’autre restant aux
mains du directeur de laboratoire.
2- Recrutement et suivi des thésards :
Une procédure standardisée des thésards est désormais en place où un entretien individuel est
réalisé, avant tout recrutement par l'Ecole Doctorale, en présence du futur directeur de thèse et de
membres extérieurs au laboratoire. La mise en place d'un suivi des thésards est actuellement en
cours de réflexion. Cette gestion se fait en étroite collaboration avec l'Ecole Doctorale de l'ECP.
3- Recrutement et conseil de laboratoire/scientifique :
L'aspect recrutement de personnel est de manière récurrente discuté au conseil de laboratoire et
au conseil scientifique, ce tant pour les chercheurs ou enseignant-chercheurs que pour les ITA.
Cette approche permet d'avoir une vision complète et équilibrée des besoins du laboratoire,
d'anticiper les recrutements de membres permanents et d'éventuellement préparer au mieux ces
recrutements par un recrutement préalable sous forme de CDD.
4- Formation permanente :
Tous les ans, les membres du laboratoire effectuent des formations soit dans le cadre de la
formation permanente du CNRS, soit via l’ECP ou par des organismes extérieurs.
19
Equipements principaux du laboratoire
Introduction
Le nombre d’équipements est en considérable augmentation par rapport au contrat précédent,
notamment dans le domaine des mesures électriques. Dans le cadre de l’imagerie multi échelle, on
signale l’achat d’un microscope à forces atomiques (PFM), ainsi que la participation dans un projet
Equipex au sein de l’Ecole Centrale Paris qui a abouti à l’achat d’un ensemble d’équipement pour la
microscopie électronique à transmission. L’achat d’un diffractomètre RX (de type 4-cercles) pour
étude haute résolution de la densité électronique est finalisé et devrait être livré en fin d’année 2013.
1- Microscopies :
• Microscope Olympus en lumière polarisée, avec système d’acquisition en temps réel par caméra
CCD, équipé en température (80K-900K),
• Microscope à forces atomiques BRUKER-Veeco Multimode 8, avec électronique Nanoscope V,
incluant les modules de piézo-réponse, boîte d’accès aux signaux et de quantification de la
réponse mécanique. Système d’application de tension-détection synchrone piloté par
ordinateur (générateur de functions NF1965, lockin SRS 844 RF, oscillateur numérique HP),
• Microscope électronique en transmission FEI Titan Cubed G2 60-300. Alignement de 3 tensions
d’accélération (80, 200 et 300kV) d’une cathode X-FEG, colonne dotée d’un correcteur sonde Cs
DCOR pour l’imagerie en balayage (STEM), d’un biprisme et module d’analyse pour
l’holographie, d’une caméra CCD et un module de spectroscopie de perte d’électrons (EELS)
GATAN Enfinium 300, de quatre détecteurs pour l’imagerie de rayonnement X (EDX) Super-X
contrôlés par logiciel BRUKER. Porte-échantillons pour la tomographie ainsi que les modules
d’analyse,
• Microscope électronique par photoémission X-PEEM NanoESCA, dans le cadre du projet
MesoXope porté par le laboratoire SPCSI-CEA Saclay, pour la caractérisation et imagerie
chimique et électronique des surfaces.
2- Elaboration, traitement d’échantillons :
• Bâti de dépôt de couches minces par ablation laser pulsé. Enceinte à haute vide, équipé d’un
laser pulsé Nd-YAG (Continuum Powerlite DLS 8010, quadruplé en fréquence - UV), d’un
chauffage Thermocoax, d’un pyromètre haute température Keller CellaTemp PA 20 AF 2,
équipement pour réaliser la diffraction à incidence rasante d’électrons à haute énergie à haute
pression (RHEED-Specs RHD-NAP), mécanisation et motorisation des cibles via interface
Arduino-Labview.
20
3- Diffraction :
• 3 Diffractomètres haute résolution sur 2 anodes tournantes RIGAKU RA-HF18 de 18 kW de
puissance
• Diffractomètre monocristal avec caméra CCD SIEMENS SMART CCD 1K
• Diffractomètre poudre 2 cercles Bruker D2 Phaser (possibilité de mesures par fluorescence X)
• Chambres pour monocristal : Weissenberg, Buerger, Laue, équipée d’une image plate
• Équipements en température :
 Cryostat à azote (90 - 300 K) Oxford Cryosystems 600 Series Cryostream Cooler
 Four (300 - 900 K) Bruker High Temperature System HT-1
 Four (300 - 1000 K) Rigaku 2311, équipé pour les champs électriques
 Four (300 - 1600 K) Rigaku 2311
 Cryofour à azote (80 - 480 K) TBT l’Air Liquide, équipé pour les champs électriques
 Cryostat à hélium (4 - 300 K) l’Air Liquide, équipé pour les champs électriques
 Displex (4 - 450 K) ARS 204
• Détecteur bidimensionnel imXPAD S140
4- Spectroscopies :
• Spectromètre Labram, Horiba, simple monochromateur, équipé d’un laser He-Ne (632.8nm)
et d’une cellule en température Linkam (80K-870K)
• Spectromètre T64000, Horiba, triple monochromateur, équipé d’un laser argon doublé en
fréquence (utilisation standard 457.9 nm 488 nm 496.5 nm 514.5 nm et 257 nm), d’un laser
He-Cd (325 nm), et d’une cellule en température Linkam (80K-870K).
5- Mesures thermiques :
• Banc de mesure TG/DSC jusqu'à une température de 1600 K
• Banc de mesure DSC pour la gamme 80-1000 K
• Banc de mesure TG/DSC pour la gamme 300-1000 K avec possibilité de travail sous champ
6- Mesures électriques :
• Voltmètres, nanoampèremètres, multimètres
• Impédancemètres (HP 4192, Agilent 4294A, Wayne Kerr 4275...) pour des gammes de
fréquences de 20Hz à 110MHz
• Pour les mesures d'hystérésis : Système Aixacct pour couche minces; montage HV dans l'huile
silicone pour échantillons massifs.
• 5 Bancs de mesure en fonction de la température (température ambiante - 1000 °C) et de la
pression partiale en oxygène pO2 et en eau pH2O: mesures 4 points DC/AC, Van der Pauw,
impédance complexe.
Tous ces équipements sont en service commun et sont pour la totalité sous la responsabilité
d’un I.T.A.
21
Hygiène et sécurité
1- Bilan des accidents et incidents survenus dans l’unité et mesures prises :
Plusieurs incidents ou accidents n’entrainant pas d’arrêt de travail ont été inscrits au registre
Hygiène et Sécurité du laboratoire.
2- Identification et analyse des risques spécifiques rencontrés dans l’unité :
Le laboratoire dispose d’un document unique d’évaluation des risques (DUER) mis à jour
annuellement. Il y est mentionné les différents risques rencontrés dans l’unité. On peut les résumer
par :
• Les rayonnements ionisants : présence de générateur de rayons X,
• La chimie,
• L’utilisation d’azote et d’hélium liquide,
• Les bouteilles de gaz : neutres, toxiques, explosifs,
• Les lasers,
• Les machines-outils,
• L’utilisation d’équipements sous pression.
3- Dispositions mises en œuvre en fonction des risques. Priorités retenues :
Pour chacun des risques identifiés, le laboratoire a mis en œuvre les mesures de préventions
d’usage.
Risque
Générateur de rayons X
Chimie
Azote et hélium liquide
Bouteilles de gaz
Laser
Machines-outils
Hautes pressions
Mise en oeuvre
Confinement, dosimètre, zonage, contrôles périodiques obligatoires
par un organisme agréé, formations des utilisateurs par la PCR
E.P.I., sorbonnes contrôlées périodiquement, armoires ventilées,
local de stockage des produits dangereux, gestion des déchets
Gants, ventilation, détection d’oxygène
Local dédié, supports muraux, détection spécifique, armoire ventilée,
chariot de transport adapté
SAS d’entrée, témoin lumineux de fonctionnement, lunettes
adaptées, formation obligatoire des utilisateurs
E.P.I., conformité, accès limité
Cage de protection
A l’entrée de chaque laboratoire, une fiche réflexe d’intervention (modèle ECP) reprend :
• les risques liés aux installations, aux produits, aux gaz,
• les recommandations,
• les protections individuelles et collectives.
De plus, notre laboratoire dispose d’un local gaz, d’un local produits dangereux intérieur, tous les deux
reliés au réseau d’alarmes de l’Ecole.
22
4- Fonctionnement des structures d’hygiène et de sécurité propres à l’unité (Assistant de
prévention, comité hygiène, sécurité, conditions de travail, personne compétente en
radioprotection …) :
Il existe au sein de l’Ecole Centrale un Conseiller de Prévention (anciennement nommé Ingénieur
Sécurité), une Personne Compétente en Radioprotection (PCR) ainsi qu’un Comité Hygiène,
Sécurité, Conditions de Travail (CHSCT). Le laboratoire
SPMS de ce fait en bénéficie directement. Il est aussi toujours possible aussi de faire appel au
Service Hygiène et Sécurité de la DR05.
Le laboratoire dispose d’un Assistant de Prévention (AP), de trois Sauveteurs Secouristes du Travail,
de deux agents formés Habilitation Electrique, d’Equipiers de Première Intervention, d’une
Personne Compétente en Radioprotection (PCR) et de personnes formées Manipulation des
Extincteurs. Un registre d’hygiène et de sécurité est accessible à l’ensemble du personnel.
Chaque mois, lors du conseil de laboratoire un point est fait par l’Assistant de Prévention ce qui
permet de faire un tour d’horizon des problèmes liés à l’hygiène et à la sécurité. Par la suite, des
solutions sont proposées et des priorités d’action définies. L’Assistant de Prévention du laboratoire
est en charge de veiller à leur application.
La politique d’hygiène et de sécurité du laboratoire est basée sur 3 axes prioritaires :
• l’information et la prévention,
• les travaux de sécurité,
• la gestion des produits chimiques et des matières dangereuses.
Au laboratoire, la prévention passe par une information et une vigilance au quotidien. Un certain
nombre de documents sont à disposition (fiches de toxicité, documents INRS, …). Dans un même
temps, des tests d’alarme et d’évacuation sont organisés par les Services de l’Ecole. Ils prennent
aussi en charge les visites périodiques de contrôle des installations (extincteurs, installations
électriques, climatisation, sorbonnes, générateurs de RX, …). Elles sont réalisées conformément à la
législation, soit par des contrats de maintenance, soit par des organismes agréés.
Le dernier point concerne l’utilisation, le stockage et l’élimination des produits chimiques. Pour
l’utilisation, le personnel doit se tenir au courant des règles à respecter et se responsabiliser. Des
procédures sont à mettre en place dans ce domaine (encadrement des stagiaires, formations,
manipulation en fonction de la toxicité du produit, prévention). En ce qui concerne l’élimination, un
accord avec l’Ecole nous permet de bénéficier du circuit de collecte et d’élimination des déchets.
5- Dispositions mises en œuvre pour la formation des personnels et notamment des nouveaux
entrants (y compris stagiaires, doctorants …).
En matière de prévention , nous nous préoccupons de l’accueil des nouveaux entrants par une
information générale (visite du laboratoire, organisation des secours, etc …) et des informations
spécifiques sur les différents risques rencontrés au laboratoire (chimie, RX, …) en fonction des
besoins de chacun.
23
Il est impératif de diffuser l’information à toutes les personnes que nous accueillons :
• chercheurs et personnels techniques permanents,
• doctorants,
• stagiaires.
A son arrivée, chaque personne reçoit un ensemble de documents : livret d’accueil, manuel de
sécurité, notes de service liées à la sécurité. Elle doit aussi se présenter à l’assistant de prévention.
L’ensemble des personnes présentes dans l’unité peuvent accéder ou participent régulièrement à
des formations (manipulation des extincteurs, secourisme, nouvel entrant, formations spécifiques
liées au poste de travail, …).
Pour finir :
Le laboratoire est régulièrement soumis à des visites conjointes de préventions des deux tutelles de
rattachement : l’Ecole Centrale et la DR5 du CNRS (juin 2009, février 2013). Les conclusions et
recommandations des comptes rendus sont analysées par le directeur de l’unité et l’assistant de
prévention afin de mettre en place des mesures correctives.
24
25
RAPPORT D’ACTIVITE DES
OPERATIONS SCIENTIFIQUES
Après une courte présentation générale des opérations scientifiques, on trouvera pour chacune d’elles
une présentation spécifique et une présentation par fiches de quelques faits et thèmes marquants.
Pour chaque fiche, sont indiquées les collaborations attenantes, les thèses/post-docs associés et les
publications internationales associées, numérotées d’après la liste en fin de rapport ; l’examen de
cette liste montre d’ailleurs de nombreuses publications afférentes à d’autres sujets non présentés
ici.
26
27
Les chercheurs et enseignants-chercheurs sont regroupés dans 4 Opérations Scientifiques
(OS) suivant le découpage ci-dessous :
Rappelons que les ITA/ITARF sont eux rattachés à des Services Communs. Par contre les doctorants,
post-doctorants et chercheurs associés émargent à chaque OS. Le tableau ci-dessous regroupe le
personnel globalisé durant le contrat, avec leur « status » au 31 septembre 2013.
Resp.
OS1
Matériaux
fonctionnels
pour l’Energie
OS2
Matériaux pour la
Micro-électronique
OS3
Matériaux Modèles
d’Intérêt
Pharmaceutique
OS4
Matériaux et
technologies de
l’hydrogène
G. Baldinozzi (DR)
I.Kornev (Pr.) puis
B. Dkhil (MdC)
H. Dammak (Pr., puis OS3)
I.Kornev (Pr.)
J.M.Kiat (DR)
P.E. Janolin (MdC)
I. Canero (CR)
M.P.Thi (Thales) puis
départ
E. Laveugle (Thales) puis
départ
S. Geiger (MdC Pharma)
M. Ayoun (CEA) puis OS3
R. Haumont (MdC
ICCMMO)
En cours : 8
Soutenus : 6
N.Ghermani(Pr-Pharma
Ch.Ass.)puis P.Cortona(Pr.)
J.M. Gillet (Pr.)
A. Spasojevic-de-Biré (Pr.)
P .Becker (Pr.)
H. Dammak (Pr.)
G. Dezanneau (CR)
N .Ghermani (Pr-Pharma)
S. Geiger (MdC Pharma )
puis OS2
M. Ayoun (CEA)
G. Geneste (CEA)
En cours : 5
Soutenus : 0
En cours : 0
Soutenus : 4
Cherch.
Cherch.
Asso.
D. Siméone (CEA)
D. Gosset (CEA)
L. Luneville, (CEA)
Doct.
En cours : 3
Soutenus : 2
PostDoc
En cours : 1
Partis : 1
En cours : 0
Partis : 3
En cours : 2
Partis : 3
G. Geneste (MdC)
puis (CEA-Ch.Ass.)
En cours : 1
Partis : 2
28
La répartition du total des publications sur cette période, par opération scientifique est la
suivante :
Nombre de publications par OS - de 2008 au 30 juin 2013
24
10
35
OS1
39
OS2
OS3
126
La colonne « autres » concernent des publications n’entrant pas dans le cadre des OS.
OS4
Autres
29
OS1
Matériaux fonctionnels pour l’énergie
30
31
The functional properties of ceramics result from a subtle balance between their local properties at
the atomic scale (chemical composition, crystal structure) and their microstructures at the micrometer
scale (grain size, dislocation density, interfaces). The immediate environment of the atoms at the
atomic scale controls the thermodynamic properties of solids (cohesive energy, melting temperature,
...) while the microstructure, affecting the distribution of defects and their interactions, is responsible
for changing the laws of behavior of these materials (thermal conductivity, tensile stress, ...) and thus,
their behavior at the macroscopic scale. These two scales are not disconnected and the need to study
their coupling is fundamental to understanding the behavior of materials under irradiation. Indeed,
during the irradiation, elastic collisions produced by the slowing down of neutrons in the crystal and
electronic energy deposition due to the recoil of the fission products, affect the cohesion of the crystal
at the atomic scale and generate complex distributions of defects. In addition, the diffusion of these
defects, enhanced by irradiation, alters drastically the microstructure of these solids at the nanoscale,
leading to significant changes in their behavior. The kinetics of the spatial redistribution of defects
produced by irradiation may generate complex structures and microstructures responsible for drastic
changes in the properties of materials. The understanding of these kinetic phenomena can be used to
predict the behavior of materials meeting the safety conditions required by the nuclear industry.
The CARMEN group (Characterization of Materials for Nuclear Energy) consists of four permanent
researchers from CEA and CNRS. Our purpose is to understand the physical mechanisms occurring in
irradiated materials, to propose ways to develop radiation resistant ceramic materials and, more
generally, to improve their functionality. The interesting materials are complex: grain boundaries,
impurities, and point defects, native or produced during the exploitation; they have many interfaces
that must be modeled for determining their properties. The role of those interfaces is even more
important in nanostructured materials, which currently seem to be promising radiation-resistant
materials. Over the past four years, we focused on these interfaces and their evolution under extreme
conditions.
We are particularly interested in:
Bulk compounds: Subject to different irradiation, the materials undergo severe structural changes:
ferroelastic phase transitions in ZrO2, amorphization in SiC, nucleation and dissolution (ODS alloys)
modifying the phase diagram at equilibrium. It is therefore important to develop of experimental
tools to measure the structural changes after irradiation and/or chemical reactions (oxidation).
The determination of the mechanisms requires a precise knowledge of the structures of the phase
boundary compositions (often crystalline), which can be refined by the Rietveld method, but also
of the intermediate phases, because their structural features tell us a lot about the material. The
total scattering method (and the pair distribution function analysis) is then useful to understand
those changes. The study of UO2+x system illustrates the complementarity of these approaches to
solve these structures and model the characteristics of the defect clusters using neutron scattering
data measured at ILL.
Nanocrystalline layers: Unlike the neutron irradiation that modifies bulk samples, ion beams used
to simulate in-reactor irradiation, without inducing any residual radioactivity, only affect the
topmost layers of a sample (typically a few tens of nm depth). The grazing incidence diffraction is
the most adapted technique that provides simultaneous information on the structure, the
microdeformations and the size of the inhomogeneities. During the ANR AliXMaI project we have
designed two optimized diffractometers for such a measure on irradiated materials: the former
optimized for low energy irradiations (in house) and the latter for fast data collections on Irrsud
beamline at Ganil. In addition, we have developed, in collaboration with the Institute Néel
Grenoble, a Rietveld software, optimized for the analysis of diffraction patterns measured at
glancing incidence (Xnd). This work has allowed us to study the behavior of selected systems after
irradiation: pyrochlores (storage arrays), nanocrystalline SiC
32
(material for generation IV), ... In addition, this setup is also well suited to study the structure,
microstructure, and the kinetics of nanostructured thin films. The analysis of mesoporous layers
was the object of the Solnac project (funded by C'nano IdF), a joint collaboration with the
Radiolysis laboratory (SIS2M, UMR 3299) and the LCMC (UMR 7574) at UPMC and College de
France. This approach is currently part of a collaborative project with ICSM Marcoule, funded by
GnR Needs.
Interfaces: Radiation and the changes of the chemical potential are responsible for accelerating
the diffusion of species across an interface (interstitials, vacancies, or more complex defects). The
study of the changes of these interfaces is an effective way to shed light on the mechanisms
involved. X-ray reflectivity (specular and off-specular XRR) and small angle scattering (SAXS) signals
are very sensitive to those changes. Our interest is currently focused on two systems: the
amorphization of SiC, induced by ion irradiation at low energy, a collaboration with ESRF and Oak
Ridge National laboratory, was studied by SAXS; ion mixing at a Cr/Si interface studied by XRR, a
collaboration with Thales (TRT), IPNL (UMR 5822), LLB (UMR 12) and LSI (UMR 7642). Part of this
project (Instrumat), also with LLB and LSI, was funded by Triangle de la Physique.
The expertise and the results obtained by the group have allowed:
Being part of Labex Palm (Physics: atoms, light, materials) of Paris-Saclay University. The group is
represented in theme 2 (slow and emerging dynamics in non-equilibrium systems) hat gathers
together experimenters, theorists and numerical analysts working on systems with poor
organization (glasses, granular media, turbulent fluids, …).
Being part of GNR Matinex (now NEEDS) and GDR Pamir. These structures regroup the activities of
the community studying nuclear materials. Also, we were involved as experts and workpackage
leaders in the GN3 of the ANCRE (National Alliance for Research Coordination on Energy).
Teaching to students of ENSTA (Statistical Physics), of ECP (“Materials for Energy” and “Order,
disorder and symmetry”), and to the School Surfn organized by GnR MATINEX.
Participating to the technical panels on the radiation phenomena of OECD and of the IAEA on the
concept of primary damage induced by irradiation.
To organize scientific symposia on irradiated materials at MRS conferences in 2009, 2010 and
2012 in Boston, at SFP in Montpellier in 2012, and at E-MRS 2014 in Strasbourg.
33
Application of the Rietveld method in glancing incidence: application
to the study of thin films and simulation
of radiation damage
D. Simeone, G. Baldinozzi, D. Gosset
Collaborations
ANR Blanc
J.F. Berar (Institut Néel, Grenoble)
S. Bouffard (CAEN/CIMAP)
Project Alix-Mai (11/2006-10/2010)
Références : ACL1, ACL22, ACL25, ACL26, ACL160[4], ACL195[3] , ACL196, ACL221[4], ACL222
The X-ray diffraction proves an invaluable tool
for
determining
the
structure
and
microstructure of materials. This technique
does not require a long time for sample
preparation, it is non-destructive to the
sample, and provides access to the
deformation field and their fluctuations [1].
This technique was used for a long time in the
LRC CARMEN to probe samples irradiated by
ion beams (typically at 2 MeV) simulating
neutron irradiation [2] areas. This technique
was recently applied by the team members to
study the deformation fields in mesoporous
materials [3].
Using a X-ray diffraction setup, grazing
incidence allows to control the thickness
probed by X-rays in a material by changing the
angle of the impinging beam, , α i,, which is at
most equal to half the Bragg angle in the case
of conventional diffraction (Bragg Brentano
setup). It is then possible to probe by this
method thicknesses ranging from a few
nanometers to a few microns.
The main difficulty of this diffraction technique
lies in the fact that the use of an incident beam
of parallel photons and asymmetry setup (α i ≠
α ≠ 2 θ / 2) leads to complex optical
aberrations. Such aberrations should be
perfectly known to extract reliable information
about the structure and microstructure of the
material surveyed.
Figure 1: Variation of the position of the Bragg
peaks based on the depth probed. These diffraction
patterns were collected on a sample of mesoporous
ceria at depths from 4 nanometers to 150
nanometers (black = 150 nm, 85 nm = red, green =
47 nm, blue = 35 nm, 27 nm = turquoise, purple = 11
nm, blue = 4 nm)
So we focused to measure, understand and
model the main optical aberrations associated
with this particular arrangement. Such
aberrations are of three types:
• An angular shift needing a reliable
procedure for the positioning of the
sample
• A broadening of the Bragg peaks
associated with the parallel beam
• Changes of the intensities of Bragg
peaks due to the reflectivity of the
surface of the sample
34
Figure 2: Rietveld refinement (red curve) on two
diffraction patterns collected on the mesoporous
ceria at grazing incidence for two separate
incidence αi angles (1 for the top curve and 0.2 ° for
the bottom one) . As expected, reducing the grazing
incidence leads to an increased air scattering and
produces an increase in the continuous background
(green curve). The diffraction patterns are well
modeled as evidenced by the flatness of the relative
error (blue curve), confirming the accuracy of our
corrections.
We conducted a modeling of these three
causes of errors and made precise experiments
to validate this model [4]. Figure 1 shows an
example of the impact of poor positioning of
the sample on the position of the Bragg peaks.
This effect is by far the main cause of error in
the measurement of the deformation field in
terms of the depth probed in a sample.
All these aberrations were modeled and
incorporated into a Rietveld refinement
program Xnd (collaboration Néel institute).
From this work, it is possible to make a
Rietveld refinement with such geometry as
shown in Fig. 2.
Modeling these aberrations, it is possible to
extract information on the structure (position
of atoms) and the microstructure (lattice
parameter and micro strain) as a function of
the thickness probed as summarized in Table 1
[4].
This methodological work has demonstrated
that precise information on the structure and
microstructure of materials could be extracted
by Rietveld refinement of diffraction patterns
collected at glancing incidence. This work
shows that it is possible to determine the
evolution of the atomic positions, strain fields,
micro deformation and diffracting domain sizes
(grain size) to depths ranging from a few
microns to a few nanometers. It thus becomes
possible to measure strain fields and to obtain
information on the structure of both thin films,
whose study is expanding, and irradiated layers
by ions of low and high kinetic energy to
simulate the radiation damage produced in
nuclear reactors.
Table 1 Variations of the lattice parameter a, the
size of the coherent diffraction domains D and E
micro stress obtained from the Rietveld refinement
of diffraction patterns as a function of penetration
depth z. The standard deviations of these values are
given in parentheses. To validate the quality of
refinement, R Bragg and R wp are also indicated
α(°)
z(nm)
a(nm)
D(nm)
e (%)
1.00
151
0.54254(3)
15.8(2)
0.06(1)
4.47
4.12
0.40
47
0.54210(2)
15.3(2)
0.04(1)
3.04
2.35
0.60
0.34
0.31
0.26
0.20
85
35
27
11
4
0.54253(2)
0.54179(3)
0.54162(3)
0.54144(5)
0.54129(6)
15.3(2)
15.7(2)
16.1(3)
15.9(2)
-
0.4(1)
0.04(1)
0.05(1)
-
RBragg(%)
3.24
2.84
3.19
2.96
2.46
Rwp(%
2.82
2.00
1.89
1.63
1.54
AUTRES REFERENCES
[1] Brunel, M. & de Bergevin, F. Acta Cryst. A42, 299–303, 1986 ; Colombi, P., Zanola, P., Bontempi, E., Roberti,
R., Gelfi, M. Depero, L. E., J. Appl. Cryst. 39, 176–179, 2006
[2] Simeone, D., Gosset D., Chevarier, A. (2002). J. Nucl. Mater. 300, 27–38.
35
Simulation of primary damage caused by radiation: fragmentation of
a displacement cascade in subcascades
L. Luneville, D. Simeone
Collaborations :
Post doctorant
W. Weber (Oak Ridge), Y. Serruys (SRMP/JaNnus)
E. Podzorov
Références : ACL23, ACL150, ACL161[8]
In a nuclear reactor, the kinetic energy of the
neutrons is characterized by its neutron
spectrum (neutrons / cm 2 / s / eV) and
extends from a few millielectron volts
(thermalized neutrons) to a few tens of
millions of electron volts (fission neutrons),
which determines the spectrum of the recoil
energy of the atoms set in motion during the
irradiation. For example, a 1 MeV neutron
transmits an average energy of 35 keV to an
iron atom in a block of iron [1]. This iron atom
displaces about 500 iron atoms before
stopping: the atomic displacements (also called
primary damage) will be the first stage of the
damage of the material [2].
Many studies begun in the 1960s, to simulate
this phase of binary collisions from universal
models (called Binary Collision Approximation
models or BCA). [3] To obtain an estimate of
the primary damage, BCA programs are
proving to be reliable and inexpensive
computing time tools. SRIM, a program [4], is
widely used for example to define the depth of
penetration of ions into an amorphous
material. Such a program does not describe
the effect of a stream of particles having an
energy distribution, as the neutron flux of a
reactor. Another commonly used program,
SPECTER [5], calculates, in the nuclear
collisions isotropic model, the primary damage
in a reactor and the number of atoms
displaced in the primary phase of the
displacement cascade. But, it does not have
this information in the case of an ion beam.
We must also mention the MARLOWE
program, which allows modeling materials
taking into account the effects of channeling
and is therefore more suited to the irradiation
of single crystals by ion beams.
The slow particles in a material induce a
heterogeneous distribution of defects, creating
complex microstructures. Indeed, when the
energy of a particle decreases in a collision
with an atom in the target, to reach some tens
of keV, the distance between two shocks is
very small and there is a high concentration of
atomic displacements localized in a small
volume, called sub-cascade or peak
displacement [6,7]. When the kinetic energy of
the particles is less than a hundred electron
volts, there is a quasi-melting of this zone. This
step is the thermal peak and corresponds to
the end of the displacement cascade. Collisions
between atoms can thus no longer be
described by binary collisions and escape any
analytical treatment. In particular, there is the
analysis by molecular dynamics simulations
carried out by the recombination of a large
number of defects or otherwise segregation in
small clusters, leading to numbers of actual
defects very different from those estimated by
previous global approaches. Only the
numerical simulation provides a representative
description of this step. Thus, the molecular
dynamics can qualitatively describe the
number of displaced atoms and defects
actually produced during the displacement
peak. However making such simulations is very
expensive. Analysis of displacement cascades
produced with high ion kinetic energy (a few
hundred keV) have clearly shown that for a
very energetic incident particle, the damage is
distributed in areas of very heterogeneous
defect densities, it is can then be defined as
independent sub-cascades.
Recent studies have shown that the
displacement cascade has a fractal nature. In
other words, the spatial density of damage
36
produced within a displacement cascade is far
from uniform, which explains the fractal nature
[6].
Figure 1: Breakdown of a cascade of displacements
characteristic R (E) size whose magnitude is a few
hundred nanometers in different sub-cascades
(black ellipses) almost independent of size of ten
nanometers
Figure 1 shows such a mapping of the
decomposition of a cascade into sub-cascades [8]. A
particle of energy E of the order of tens of keV will
generate an impact in an area of the characteristic
size R(E), a computable quantity by the model of
binary collisions, of the order of a few hundred
nanometers. Each particle set in motion then
follows a path computable by binary collisions
(solid line). When the energy of the moving particle
falls below a threshold energy, the density of
defects created locally increases due to the
decrease in the average distance between
successive shocks. This therefore defines a heavily
damaged sub-volume (black ellipses) where only
the Molecular Dynamics is able to describe the
number and type of defects formed. The
characteristic dimension of the sub-cascades is of
the order of tens of nanometers. The distribution of
sub-cascades is more unevenly distributed within
the cascade, with a non-zero recovery rate. It
appears that the energy threshold below which one
can define the sub-cascades depends only on the
material and the type of incident particle. This
determination is complex but very important
because it allows to link the binary collision
approach and Molecular Dynamics. Indeed, when
the sub-cascades do not overlap, a simple
summation of the effects of each sub-cascade
described by MD simulations is sufficient to
calculate the number of defects in a displacement
cascade. The advantage of this description is
fundamental in that it allows the description of the
damage simply by calculating the sub-cascades,
requiring dimensions of calculation cells strongly
reduced.
AUTRES REFERENCES
[1] M. Robinson, J. Nucl. Mat. 216, 1 1994
[2] G. Martin, P. Bellon, Solid State Physics 53-54, 1, 1997
[3] J. Lindhard, V. Nielsen, M. Schraff, Kgl. Dan. Vid. Mat. Fys. Medd 36,1, 1968
[4] J. Ziegler, J. Biersack, U. Littmark, The stopping power and range of ions in solids, Pergamon, 1985
[5] L. Greenwood, R. Smither, SPECTER: Neutron damage calculation for materials irradiations, ANL/FPP/TM-187
(1985)
[6] D. Simeone, L. Luneville, Phys. Rev. E 82, 011122, 2010
[7] D. Simeone, L. Luneville, Euro. Phys. Let. 83, 56002, 2008
37
Study of ion diffusion caused by the irradiation in a two-layer
Cr / (100) Si by X-ray reflectometry
L. Luneville, D. Simeone, D. Gosset
Collaborations
RTRA- Triangle de la Physique
Post doctorant
C. Deranlot (Thales), L. Largeau (CNRS), F. Ott
(LLB), A. Traverse, N. Moncoffre (IPNL), D. Gorse
(LSI)
Project Instrumat (2012)
Y. Aman
Références : ACL149
The slowdown of ions in the materials leads to
the ejection of atoms from their equilibrium
sites. This mechanism of atomic jumps occurrs
mainly in displacement sub-cascades. This very
inhomogeneous distribution of the atoms
leads to a diffusion process called "ballistic"
because it occurs in a displacement cascade
and is independent of the substrate
temperature considered. [1]
This ballistic diffusion also allows the
development of specific compounds at the
nanoscale. The mechanism and the intensity of
the ballistic diffusion, however, are very
difficult to assess and are the key parameters,
however, to understand and predict the
evolution of interfaces and the long-term
nanostructure stability in materials [2].
The main problem in the study of ion mixing is
because retro diffusion analysis (RBS), widely
used to measure the effect of ion mixing, has a
spatial resolution as a function of the depth (z
direction in Figure 1) of the order of tens of
nanometers. Such a resolution degrades with
the depth probed and does not precisely
describe the chemical and physical phenomena
occurring within a few nanometers across thin
layers. In addition, this technique does not
provide information in the lateral dimensions
(Oxy) [3].
The development of powerful X-ray sources
(mirror Goebel, …) and fast detectors helped to
spread the technique of X-ray reflectometry,
previously mostly limited to large instruments.
This technique (XRR) allows estimating the
composition profile with a constant resolution
as a function of depth [4].
This resolution is only determined by the
maximum angular range that the detector can
measure and therefore by the intensity of the
impinging beam. In addition, the off-specular
scattering also lets probe the concentration
profiles in the lateral plane (Oxy).
Ion incident
z
x
y
Figure 1: Schematic representation of an ion
irradiation on a bilayer material. The ion flux is
incident parallel to the direction Oz. The plane (Oxy)
is normal to this direction
So this technique is an ideal tool for studying
ion mixing induced by irradiation.
Figure 2: Evolution of reflectometry signals collected
on different samples of Cr / (100)Si irradiated by 80
keV krypton ions at different fluences. Kiessig
fringes are visible on the graph. In addition, the
dynamics of the new detector (funded by RTRA) in
our laboratory can collect a signal on six decades
(similar results to XRR measurement were obtained
38
at the ESRF).
So we followed X-ray reflectometry at our
laboratory on a polycrystalline chromium layer
(20 nm) deposited on a Si wafer (100)
irradiated by 80 keV krypton ions [5,6]. Figure
2 shows the different reflectometry curves
obtained.
From these curves, it is possible to determine
the evolution of the different profiles of
chromium and silicon as a function of the
fluence as shown in Figure 3. This methodology
was validated by EDX performed on thin cross
sections cut from the layered material.
We can clearly show that inter diffusion of
chromium in silicon induced by irradiation did
not lead to the creation of CrSi as it was
previously believed, but to the creation of a
compound Cr / Si with a stoichiometry which
evolves as a function of the depth, with
boundary phases Cr5 Si3 and CrSi2. It is
interesting to note that these phases are
present in the phase diagram of the compound
Cr / Si at thermodynamic equilibrium.
Figure 3: Comparison of concentrations of silicon as
a function of depth in the different samples
obtained from XRR and EDX performed on thin
sections cut by FIB. There is a very good agreement
between the profiles measured by XRR and EDX
REFERENCES
[1] Y. Cheng, Mater. Sci. Rep. 5, 45, 1990
[2] R. Averback and T. D. de la Rubbia, Solid State Phys. 51, 281, 1997
[3] Daillant, J. & Gibaud, A. X-ray and Neutron Reflectivity: Principles and Applications. Berlin, Heidelberg:
Springer, 1999
[4] A. Traverse, M. Le Boité, L. Névot, B. Paro, J. Como, Appl. Phys. Lett. 51, 1901, 1987
[5] L. Luneville, C. Deranlot, F. Largeau, A. Traverse, D. Simeone, Mesure des premières étapes de nucléation et
e
de croissance dans des couches minces Cr/Si par réflectométrie X: , 13 Journées de la matière condensée,
session MC17, Montpellier, 27–31 aôut 2012
[6] L. Luneville, C. Deranlot, F. Largeau, A. Traverse, D. Simeone, First stages of ion beam mixing followed by
XRR , soumis à Applied Physics Letters.
39
Transport properties of the oxide UO2 + x (pure or doped)
G. Baldinozzi, D. Simeone
Collaborations :
Ph. Garcia (CEA Cadarache)
Ph. D.
E. Pizzi
Références : ACL101[2], ACL118, ACL154[1], ACL165, ACL200
Uranium dioxide is an interesting model
system for understanding the behavior of
nuclear fuel oxides. In particular, the
properties of atomic transport essential to the
understanding of the microstructural evolution
of the material at all stages of the cycle are still
poorly understood. In general, the analysis of
these properties as a function of temperature
and oxygen partial pressure is used to evaluate
the nature and concentration of point defects
and their charge state. In addition, it is possible
to determine basic information such as
mechanisms and barriers to migration or the
formation energies of the defects responsible
for the atomic motions. These values can then
be used to assess the adequacy of electronic
structure calculations, which, because of
strong electronic correlations in these systems
require the use of methods from "beyond" of
the DFT (DFT + U in particular). [1]
Therefore, in close collaboration with the
department of studies of the fuel, CEA DEC, the
laboratory is involved in the joint
measurement, that is to say on the same batch
of samples, of highly complementary
properties: electrical conductivity, the selfdiffusion and chemical oxygen diffusion. These
measurements are performed by controlling
the oxygen partial pressure during the
experiment. Thus, the characterization of selfdiffusion of oxygen and electrical properties of
samples containing different concentrations of
impurities, has allowed us to show the
existence of a mechanism of interstitial
diffusion type [2]. The comparison with the
results of electronic structure calculations
indicate that it is probably a mechanism of
indirect type. By a study at low oxygen partial
pressures we also assessed at ~ 0.7 eV [1], the
sum of the energies of formation and
migration of interstitial oxygen. Thus, analyzing
the effects of the presence of impurities or
oxygen partial pressure, it was possible to
explain the dispersion of two to three orders of
magnitude found in the literature [1] (see
Figure 1).
Figure 1: Self-diffusion coefficients of oxygen in UO2
close to the stoichiometry: evidence of impurity
effects and the need to control the oxygen partial
pressure.
Within the Ph. D. thesis of E. Pizzi, we tried to
extend the thermodynamic conditions of the
study. We firstly developed a defect model to
reproduce both the electrical properties of the
material and its deviation from stoichiometry
[3]. Then, we have developed materials with
concentrations of trivalent cations (p-doping)
of about 0.2 at%. This allows to change the
equilibria so only vacancies are involved in the
migration mechanism at lower oxygen partial
pressures. Our studies at the higher oxygen
activities show a transition from a regime of
point defects to a regime dominated by
aggregate defects. These very recent works are
being analyzed and linked to structural studies
of higher uranium oxides.
40
AUTRES REFERENCES
[3] «A review of oxygen self-diffusion properties in uranium dioxide», P. Garcia et al. DIMAT conference, 3-9 July
2011, Dijon.
41
Oxidation mechanisms in the system UO2 + x
G. Baldinozzi, D Simeone
Collaborations
L. Desgranges (CEA, Cadarache), H. E. Fisher
(ILL,Grenoble), P. Simon (CNRS, Orléans)
Références : ACL60[3], ACL81[3], ACL85[7], ACL145[4], ACL165, ACL194[5], ACL223
The development of nuclear power plants,
meeting the safety standards imposed by
increasingly restrictive regulations, requires a
precise knowledge of the behavior of nuclear
fuel in operating, in transient, in accidental,
and in storage conditions. However, the
development and qualification of new fuels are
long processes that span decades. For several
decades, the engineering of these systems was
based on empirical data without effectively
including the underlying physical mechanisms.
This reflects the complexity of the challenge,
not only because these materials are
radioactive, but also their properties are very
sensitive to the chemical composition (which
changes during their life) and to the chemical
potential of oxygen. In addition, they are very
reactive and sensitive to changes in
temperature.
At present, the thermochemical and
thermophysical behavior of these systems
cannot be predicted by numerical techniques
because some details of the electronic
structure of actinides are still poorly
understood. Even the problem of oxidation of
UO2, apparently simple, is a major challenge
due to the complexity of the structures
involved, their variety and complexity.
Oxidation is probably the most serious risk that
must be taken into account in the dry storage
scenario. The UO2 + x system is a set of phases
with quite different characteristics, ranging
from fluorite structures, with an increasing
number of point defects in those crystal
lattices where the defects can order up in
more complex motifs, to structures where
crystallographic planes are reconstructed via
shear mechanisms (reconstructive phase
transitions).
During oxidation at T <600 °C, UO2 undergoes
successive morphotropic transformations, with
the progressive formation of β−U4O9, U3O7 and
U3O8 [1,2]. The neutron diffraction study of the
isothermal kinetics of these changes (Fig. 1)
was performed by neutron diffraction at ILL: Xray diffraction (laboratory or synchrotron) is
not very sensitive to the ordering of the
defects present in the oxygen sublattice of
these compounds. We have highlighted the
structural and microstructural changes in this
system and determined the kinetic laws of
these transformations [3]. For example, at 210
°C (Fig. 1), UO2 is completely converted into
U3O7 after 10 hours and the U3O8 phase
characterized by a swelling volume of more
than 30% begins to appear after 17h. The
appearance of this phase is detrimental to the
integrity of the fuel rods and waste
management.
Figure 1 Kinetics of isothermal oxidation of UO2 at
210 °C. Neutron diffraction patterns measured with
the diffractometer D2b the ILL, Grenoble.
Detailed knowledge of the three-dimensional
structure of solids at the atomic level is a
prerequisite for understanding and predicting
the properties of materials. Diffraction
techniques are able to provide the positions of
the atoms (eg the Rietveld method for powder
diffraction). However, when the solid is not
perfectly periodic, the number of coordinates
that describes the system is rapidly increasing
42
(lowering of symmetry, super cells, etc.).
Beyond the complexity of the model (the
volume of the conventional cell of some of
these phases is > 10000 Å3) it is also the
problem of the interpretation of the model
(how to extract the relevant information) and
its robustness compared to the very large
number of parameters involved its definition;
depending on the type of disorder (massively
disordered phase, glassy, aperiodic, etc.) the
techniques best adapted to these systems can
be implemented, able to tell us about the
important details of these structures (the longrange periodicity, the distribution of first
neighbors, local symmetries, ...). Among these
techniques, the method based on the analysis
of the pair distribution function (PDF) can
provide information on the qualitative and
quantitative differences between local
structure and long-range order [3].
The use of PDF and Rietveld analysis allowed
us to show that the incorporation of oxygen at
intermediate temperatures results in the rapid
formation of clusters, sets of 12 oxygen atoms
arranged to form a cuboctahedron.
Figure 2: Experience chamber of D4 diffractometer
at ILL used to study the PDF of the oxides of
uranium. The vanadium sample holder was
AUTRES REFERENCES
modified to ensure its air-tightness and the safety of
the experience up to T <900 °C.
These complex defect clusters vary in number
(12 in β−4O9 and 16 in U3O7) and have
different local symmetries in each phase:
almost perfectly regular in the β−U4O9 but
distorted in α-U4O9 and rotated about a
fourfold axis in 3O7..
We have shown that the local structure of
these objects in the deformed configurations
[4,5] foresees the topology of U3O8 bonds, a
phase characterized by a rearrangement of the
crystal planes and that can be described by a
mechanism similar to martensitic transition
observed in other compounds [6].
Figure 3. Model for an antiphase boundary between
two ferroelastic domains in 
3O7 [6].
The information on the structure at the atomic
scale has been included in a new model for the
kinetics of oxidation that makes use of two
different diffusion coefficients for oxygen in
U4O9 and U3O7 phases. In this model, the
appearance of the phase U3O8 is a function of
the oxygen potential of the ambient
atmosphere, but also of the initial stress state
of the sample. This model provides a reliable
criterion for defining reliable safety conditions
for the dry storage of spent fuel. [7]
[1] R.J. McEachern and P. Taylor, J. Nucl. Mat. 254: 87-121, 1998
[2] R. I. Cooper and B. T. M. Willis, Acta Crystallogr., A60: 322-325, 2004
[3] G. Baldinozzi, L. Desgranges, and G. Rousseau. Neutron diffraction study of the structural changes occurring during the
low temperature oxidation of UO2. In Materials Research Needs to Advance Nuclear Energy, volume 1215 of Mat. Res. Soc.
Proceedings, pages 55–60, 2010.
[6] G. Baldinozzi, L. Desgranges, D. Simeone, D. Gosset, and L. Luneville. Structural features in fluorite compounds relevant
for nuclear applications. In Material Challenges in Current and Future Nuclear Tech- nologies, volume 1383 of Mat. Res. Soc.
Proceedings, pages 35–40, 2012
43
Structure and properties of materials with complex architecture:
application to mesoporous thin films.
G. Baldinozzi, D. Gosset, D Simeone
Collaborations
C’nano IDF
C. Laberty-Robert, C. Sanchez (LCMC, Collège de
France)
Project Solnac (6/2009-11/2011)
Références : ACL195[1], ACL199[4]
Recent advances in the synthesis of
nanostructured materials have led to the
development of materials with typical
crystallite sizes ranging from a few nanometers
to hundreds of nanometers, with a very
narrow dispersion from the average size. It has
been shown that the known functional
properties of these materials are modified and
often improved. Currently, we find these
nanomaterials in many fields (catalysis,
membranes, electrolytes, sensors, pollution
control, ...). A key point to understand these
behaviors, and predict their evolution in
working conditions, is based on the
development of methods capable of
correlating and expanding our knowledge of
the impact of point defects, extended
interfaces, and microstructures at the
mesoscopic and macroscopic scales relevant
for the applications.
is expected that the bulk properties of the
material play a lesser role for the benefit of
properties related to surfaces and interfaces of
the material. These interfaces are a nonmarginal fraction of the studied system for
crystallite sizes approaching the nanometer.
Diffraction techniques are able to quantify
functional properties (mobility of interfaces,
surface tension, ...) non-destructively and insitu, so in situations representing the
conditions of use. We can therefore answer
the question whether the mesoporous systems
are a simple assembly of nanoparticles or if
specific behaviors are related to their
architectures.
By studying X-ray [1] glancing incidence
diffraction patterns (Fig. 1) of mesoporous
layers of Ce0.9Gd0.1O1.95, we believe we have
obtained relevant information on the kinetics
(and thermodynamics) of the growth of
nanocrystals within these mesoporous
architectures.
Figure 1. X-ray glancing incidence diffraction
patterns of mesoporous Ce0.9Gd0.1O1.95 thin-films
after annealing at various temperatures.
At present, the optimization approach of
mesoporous materials is still largely based on
extrapolation of properties of known materials
whose grain size is of the order of a few
micrometers. When the grain size decreases, it
Figure 2. This modified Arrhenius law [2] provides
an estimate of the enthalpy of interface migration
during the nancrystal growth Qm ~ 1.4 eV in
mesoporous layers of Ce0.9Gd0.1O1.95 and in
mesoporous composite films of Ce0.9Gd0.1O1.95 NiO
used as electrode material in fuel cells.
44
The study of the annealed mesoporous layers
(Fig. 2) allowed us to demonstrate that the
mechanism of growth of the crystallites
constituting the film was only driven by the
curvature of the surfaces of these crystallites
[2] which is an important result in view of
controlling the microstructure of these
systems.
Moreover (Fig. 3), diffraction also provides (for
the first time) direct in-situ measurement of
the surface tension of the particles in the
mesoporous medium (approximately 4 Nm-1
for this compound). In fact, as long as the
mesoporous architecture does not collapse,
the crystallites that compose the film behave
as independent grains of powder where only
the curvature of the surface determines the
stress state in nanocrystals [3].
We have been able to use this technique in
other systems, such as mesoporous hematite
[4].
surface stress) allows us to model the
evolution of contacts between grains and thus
study the progressive destabilization of
mesoporous architecture during the crystal
growth. In fact, one can show that, when the
mesoporous architecture is stable, the product
between the microstrain and the crystallite
size does not depend on the size of the
nanocrystals (Fig. 4). Above a given
temperature (i.e. a crystal size limit), the
mesoporous structure begins to collapse, and
this is accompanied by a rapid increase of the
microstrain. We are therefore able to measure
the precursory phenomena to the catastrophic
collapse of these systems and thus understand
and model the changes in the contacts
between crystallites.
Figure 4. Evolution of the microstrain in the
nanocrystals of Ce0.9Gd0.1O1.95 as a function of the
annealing temperature in a mesoporous layer [1].
The SEM images show that the increase in
microstrain is correlated to the early stages of the
collapse of the mesoporous architecture.
Figure 3. Evolution of the elastic deformation as a
function of the inverse of the dimension of the
crystallites forming the mesoporous layer [1]. The
linear law shows us that only the capillary forces
due to the curvature of the surface are at the origin
of this effect.
The analysis of the variation of the
deformation within the grains (microstrain - for
example related to the anisotropy of the
These studies by X-ray diffraction at glancing
incidence allow understanding the thermal
behavior of these mesoporous materials. We
were able to predict the failure of these
systems and to provide useful information to
maintain their structural properties and their
complex architectures in severe physical and
chemical conditions (oxidation, oxide-reducing
medium, temperature, irradiation).
AUTRES REFERENCES
[2] H.V. Atkinson, Acta metall., 36: 469, 1988; R. Shuttleworth, Proc. Phys Soc. A, 63: 444, 1950; L. C. Chen & F. Spaepen, J.
Appl. Phys., 69: 679, 1991; J. E. Burke & D. Turnbull, Progress in Metal Physics, 3: 220, 1952.
[3] G. Baldinozzi, D. Simeone, D. Gosset, and M. Dutheil. Neutron diffraction study of the size-induced tetragonal to
monoclinic phase transition in zirconia nanocrystals. Phys. Rev. Lett., 90(21): 216103, 2003.
45
Microstructural evolution under irradiation and thermal annealing of
nanocrystalline silicon carbide
D. Gosset
Collaborations
GNR Matinex
Y. Lecomte, I. Monnet, N. Herlin, CEA-DSM-IRAMIS
L. Thomé, CNRS, CSNSM,
Références : ACL224
Under the Generation IV International Forum,
several projects of reactors operating at high
temperatures are considered. In this
framework, materials other than traditional
metal alloys must be considered. In particular,
composite SiC-SiCf [1] or nanostructured
materials [2] are considered to form the
architecture of the fuel elements in such
reactors. In addition, SiC fibers are composed
of nanoscale grains. It is therefore necessary to
study these nanostructured materials in terms
of their behavior under irradiation.
To this purpose, SiC nanopowders were
prepared by laser pyrolysis at IRAMIS / SPAM /
LFP then sintered at the laboratory at 1900 °C
at 200 MPa for 1 h. This treatment leads to
grain growth, which increases the size from the
initial 10-20 nm to 30-50 nm. The analysis of
the XRD patterns shows a well-crystallized
material, made of a highly faulted 3C structure
(β polytype). TEM observations confirm this
analysis: they show a uniform grain size well
crystallized, with a high density of twins or
stacking faults in the direction (111)c.
neutron irradiation damage (ballistic shocks).
In this case, the thickness of the damaged
layers is about 500 nm, and the implantation
peak occurs at about 650 nm. For the
structural analysis, it is crucial to use X-ray
diffraction with an asymmetric configuration at
very low incidence (glancing, 0.4°). These
analyses were carried out on our
diffractometer following the glancing incidence
methodology. To analyze the stability of
defects resulting from irradiation, the samples
were
then
annealed
at
increasing
temperatures. These nanoscale samples were
then compared to materials with micrometric
structure but hexagonal structure (α polytype)
undergoing the same treatment (irradiation
and annealing).
Figure 1. Nanoscale microstructure of the sintered
samples.
The samples were irradiated at room
temperature with 4 MeV Au ions in Aramis
installation at CSNSM (Jannus), to simulate the
Figure 2. XRD patterns of irradiated and annealed
46
samples. The crystalline residue 5.10
underlying massive undamaged.
14
/ cm ² from the
The results can be summarized as follows [3,4]:
• Under irradiation, we observe the
amorphization of both materials, and
at the same rate as a function of
fluence
• But, after annealing, the micrometric
crystals recover a crystal structure at a
lower
temperature
than
the
nanocrystalline ones.
These results can be interpreted on the basis
of the characteristics of the materials. The
resulting amorphization disorder affects the
tetrahedra Si-C4 forming the structure [5].
Strongly covalent bonds lead to a damage that
remains localized within the size of
displacement cascades and it is therefore not
sensitive to the microstructure or polytype. On
the other hand, the annealing of these defects
follows two different mechanisms. In
micrometer size grains crystalline planes
reconstruct starting from undamaged regions
in a same grain [6], located below the
implanted depth, and leading to very faulted
regions, for annealing temperatures below 800
°C. In nanoscale grains, nucleation and growth
of a crystalline phase [7] starts above 1000 °C.
The recrystallization starts in the amorphous
region, leading to nanocrystals of the β
polytype with orientations and characteristics
that can be different from the arrangements in
the pristine grains.
This shows that in this material, at room
temperature, the grain size does not induce
relatively new behaviors to damage resistance
under irradiation. But things are different in
the temperature range of interest for
Generation IV reactors, that is to say, in the
range 600-1200 ° C, where a change in the
annealing mechanism takes place.
REFERENCES
[1] K. Morishita, S. Ochiai, H. Okuda, H. Nakayama, M.
Sato, 2005. Comp. Interfaces 12, 693
[2] Krstic, V.D., 2006. Theor. Appl. Fract. Mech. 45, 212226
[3] D. Gosset, L. Luneville, G. Baldinozzi, D. Simeone, A.
Audren, Y. Leconte, MRS Proc. 2010, 1215, V16-45
[4] D. Gosset, A. Audren, Y. Leconte, L. Thomé, I. Monnet,
N. Herlin-Boime, Progress in Nuclear Energy 57 (2012) 52
[5] Gao, F., Chen, D., Wang, H., Weber, W.J., 2010. Phys.
Rev. B 81, 184101
[6] M. Satoh et al., J. Appl. Phys. 89-3 (2001) 1986
[7] L.L. Snead et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B-141
(1998) 123-132
47
OS2
Matériaux Diélectriques pour
Composants électroactifs
48
49
Ferroic materials exhibit an exceptionally broad range of versatile functionalities (ferroelectric, elastic,
magnetic, …) with various internal states (permittivity, polarization, magnetization, strain, ..) that can
be tuned in a non-volatile or quasi-stable manner by an electric, magnetic, optical, mechanical or
other external sources. As a result, ferroic materials are essential components in a wide range of
applications especially in microelectronics (but can also answer medical concerns). Research in this
field is very active all over the world as it may completely reshape the frontiers of tomorrow’s
electronics. Indeed, there is a strong demand from both academic and industrial sides. The needs are
to strengthen our knowledge on these materials in order to better understand the physical/chemical
mechanisms involved when these materials are reduced to nanoscale or are subjected to external
stimuli (temperature, mechanical stress, chemical environment, electric field, …) and to be able to
integrate them in practical devices with improved performances.
Our scientific objectives are therefore:
(a) to investigate and explore novel functional and multifunctional materials; typically oxides: this is
what we have done by studying multiferroics which simultaneously combine polarization and
magnetization,
(b) to better understand the mechanisms involved when downscaling : this is what we have done
when we considered nanoparticles, nanowires or thin films,
(c) to study interfaces which may be the siege of unexpected properties or help to couple two
different constituents : this is what we did by considering core-shell structures, superlattices or
domain walls,
(d) to go toward real applications by reaching out to industrial partners (start-up NANOE, Thales,
Schlumberger, …)
To achieve these objectives, we are collaborating with the best experts in the field at national
and international levels. As a matter of fact, during this period we had several invited professors
spending one/two month per year in the laboratory and a six month sabbatical stay. We
also
succeeded in recruiting several PhD students from different financial sources in order to guarantee a
continuous activity of these research topics.
The funding of our activity comes from various sources including ANRs, ECP, CNRS, RTRA
Triangle de la Physique, C’NANO, CIFRE contracts, EquipEx, SESAME, European contract, … Moreover
we are also very active in several committees (Labex NanoSaclay, Triangle de la Physique, GDR
“multiferro”, International conferences or schools, …). We have also organized several conferences,
workshops or schools, some as chairman.
Finally, we are also strongly implied in the teaching at ECP as the head of the Physics Option is
in our group, we are involved in the Doctoral School and several of us are responsible of courses.
50
51
RELAXORS AND MORPHOTROPIC PHASE BOUNDARY
J.M. Kiat
Collaborations
Univ. of Arkansas, LMGP Grenoble Inst of Techn., ICMMO Univ.
Paris-Sud, ESRF, LLB, Waseda Univ, Univ of Aveiro, Oak Ridge NL,
ICMM Madrid, JSI Slovenia, Thalès TRT
References : ACL 7, 8, 11, 12, 16, 20, 29, 30, 31, 35, 45, 46, 48, 62, 73, 82, 83, 84, 88, 93, 105,
106, 108, 109, 111, 112, 126, 128, 134, 146, 173, 191, 201, 205, 229
Relaxors as PbMg1/3Nb2/3O3 (PMN), the model
relaxor material, are characterized by an extremely
large magnitude of dielectric permittivity over a
broad temperature range having logarithmicallywide frequency dispersion. When diluted with
ferroelectrics like PbTiO3 (PT), they exhibit giant
piezoelectric responses, especially at the so-called
morphotropic phase boundary (MPB), which is of
interest for extremely wide applications in all
brunches of life, science and technology. However,
the understanding of the colossal dielectric
response of relaxors and the nature of the MPB are
still debated. The source for the main properties of
relaxors is usually related to the polar nano regions
(PNR’s) while the MPB is associated to the
existence of a bridging monoclinic symmetry and/or
alternatively to a phase coexistence at the
nanoscale. We have studied a wide range of
systems including lead-based and lead-free
compounds, as single crystals, powders, ceramics,
nanoparticles, thin films or superlattices. We were
enabling to evidence several new features which
enhance our knowledge on these still enigmatic
compounds and place relaxors as part of the big
family of inhomogeneous condensed matter
systems. Among them, we have shown:
1) the existence of an overlooked and peculiar
critical temperature
Figure: Phase field modelling of domain structure
evolution as a function of disorder strength.
3) the possibility to control and tune the
electromechanical and dielectric properties by
designing appropriate architectures or using an
external electric field
Figure: (Left) A state with four-rhombohedral domains is
induced by applying an electric field along [001] direction,
the piezoelectric properties are enhanced in this
configuration; (right) the highest dielectric constant can
be obtained by designing PbSc1/2Nb1/2O3/PT superlattices
with 20% PT while in bulk the maximum value is achieved
with 43% PT.
4) the role of ordering and the effect of doping
and/or solid solutions in lead-free systems
Figure: Acoustic emission signal versus temperature
for PMN and PbZn1/3Nb2/3O3 (PZN) evidencing an
intermediate and same T* temperature in addition
to the well-known Burns temperature TB in the high
temperature cubic phase.
2) the key role played by disorder/order
Figure: (left) Table showing the critical temperatures of
KxNa1-xO3 around its MPB at 50/50 composition. (right)
Role of Li-doping on making KTaO3 relaxor.
52
53
FERROICS AT NANOSIZES
J.M. Kiat
Collaborations
Univ. of Arkansas, LLB, Univ. Montpellier, ICMM Madrid,
JSI Slovenia, EPFL Lausanne, Start-up NanoE, LETI
Grenoble, ST-Microelectronics
References: ACL 29, 30, 31, 48, 51, 58, 66, 87, 91, 95, 105, 108, 137, 182, 187, 197, 201, 202,
204, 211, 212, 214
The reduction of sizes in ferroic materials is the
subject of many fundamental and applied
researches, both being motivated by an increasing
number of industrial applications including
multilayer ceramic capacitors, actuators, MEMS etc.
Indeed decreasing the thickness of such devices for
their integration in microelectronic systems below
micron requires a better knowledge of the
mechanical and electrical boundary conditions
which drastically affect the physical properties. In
addition to these unavoidable conditions, extrinsic
effects including internal strains, vacancies, dead
layers, core-shell structure, etc. make the
investigation of such nanostructures much more
complicated. We have synthesized by various
routes all kinds of nanoparticles, nanowires,
nanotubes, etc. and used them to build
nanostructured ceramics or nanocomposites, or to
induce by artificial coating new core-shell
structures. Therefore, by a continuous dialogue
between experiment and modeling we revealed
several new features including:
1) the possibility to tune the polarization direction
dry atmosphere.
2) the key role played by the shape of the particle
and the shell artificially grown around it
Figure: (Left) TEM images showing a BaTiO3 nanoparticle
with a shell of SiO2 (size and ratio core-shell are
controllable); (right) polarization versus electric field
showing the change of energy storage depending on the
particle shape and the ratio between the ferroelectric
core and the dielectric shell.
3) the way to design novel topological structures
with original properties
P
P
Figure: (Top left) Polarization rotation in the cubic
unit cell by decreasing the grain size in
PbMg1/3Nb2/3O3-20%PbTiO3; (1) from 4μm to
400nm, (2) from 400 to 250nm, (3) from 250 to
150nm (4) from 150 to 100nm; (bottom left)
change of the ground state (and thus the
polarization direction) in KNbO3 when passing from
bulk (left) to nanowire (right). (Top right)
Polarization P in BaTiO3 ultrathin film is pointing
upwards in water and (bottom right) downwards in
Figure: Nanocomposite of BaTiO3 nanowires embedded
within SrTiO3 matrix showing zig-zag structures and nonaxisymmetric vortex cores due to vortex and anti-vortex
interactions.
4) the opportunity offered to investigate other
properties like photocatalysis
Figure: (left) Photodegradation efficiencies of
Rhodamine-B versus reaction time for different BiFeO3
particles shape (right) made with KOH concentrations
(from top) of 6M, 10M and 16M
54
55
FERROIC HETEROSTRUCTURES
P.E. Janolin
Collaborations
Ioffe Institute Saint-Petersbourg, Waseda University Tokyo,
CRISMAT, UM de Physique CNRS-Thales, University of
Arkansas, Université Paris-Sud, Osaka Prefecture University,
ICMAB Barcelona, Inst. of Physics ASCR Prague, Jozef Stefan
Institute Ljubljana
References: ACL 11, 45, 48, 61, 83, 107, 131, 152, 162, 170, 171, 174,185, 228
Heterostructures are a very versatile architecture to
induce novel properties in ferroic materials. Indeed,
the physics of thin films has proven to be a very rich
playground to engineer properties. This can be
achieved through strain, interface or thickness.
Such a playground may be extended to
superlattices to engineer properties that are better
than the sum of those from the superlattice
constituents or even to create new ones. Building
up on our understanding of strain-engineering, we
have investigated effects of pseudo-composition,
both experimentally and theoretically. In addition,
it is possible to mechanically bind two constituents
having different properties. This is especially useful
to induce strain-mediated properties, such as
magnetoelectricity. Here are some illustrations:
Figure 2: A model describing the effect of pseudocomposition in superlattices has been established
for Pb(Zr0.5Ti0.5)O3-PbTiO3 superlattices. We
unexpectedly revealed that above a critical
percentage of PbTiO3, the Pb(Zr0.5Ti0.5)O3 layer
ceases to be ferroelectric.
Figure 3: A giant strain-mediated magnetoelectric voltage
coefficient can be obtained for a device composed of a
ferroelectric thin film deposited on a piezomagnetic
substrate (left). Depending on the screening of the
depolarizing field, the strain for which the
magnetoelectric voltage coefficient occurs is shifted
(right), which offers new paths for tuning
magnetoelectric properties.
Figure 1: (Top) Magnetic properties in hexagonal
YbFeO3 thin films. An electronically-induced
ferroelectric phase is expected at low temperature.
(Bottom) A transition from a Fermi liquid to an
incoherent, weakly localized transport mechanism
is revealed in the transport properties of
superlattices
(left),
SrVO3[1u.c.]/LaVO3[6u.c.]
concomitant with a structural phase transition from
a monoclinic phase to tetragonal one (right).
Figure 4: Design of superlattices with modified dielectric
properties. X-ray diffraction technique is revealed as a
powerful technique to investigate structural transition in
various heterostructures. (Left) Diffraction pattern of
PbSc1/2Nb1/2O3/PbTiO3 superlattice evidenced by welldefined satellite peaks and (right) dielectric constant vs
frequency for various superlattices showing enhanced
properties far from the morphotropic phase boundary
concentration as observed for bulk.
56
57
BIFEO3 BULK: STILL PROPERTIES TO BE EXPLAINED AND EXPLORED
I. Canero Infante
Collaborations
LMGP Grenoble Institute of Technology, ICMMO Univ. ParisSud, ESRF, IMMM Univ. Maine, Univ. of Arkansas Univ. of
Cambridge, ICN Univ. Autónoma Barcelona, Max Planck
Halle, KAERI Daejeon, ICMM Madrid, JSI Slovenia, State Univ.
BNL New-York
References: ACL 24, 42, 53, 54, 68, 77, 79, 80, 98, 123, 124, 147, 179, 180, 183, 203
Multiferroics that display simultaneously magnetic,
polar, and elastic order parameters are gaining much
attention due to their fascinating fundamental
physics as well as their considerable application
potential. Among them, BiFeO3 (BFO) is intensively
studied because both ferroelectric and magnetic
orders coexist at room temperature. Below the Curie
temperature TC∼1100K, BFO is described by the
rhombohedral R3c space group, which allows
antiphase octahedral tilting and ionic displacements
from the centrosymmetric positions about and along
the same [111] cubic-like direction. Bulk BFO is also a
G-type antiferromagnet (AFM) with a cycloidal spin
modulation below the Néel temperature TN∼640K.
Despite tremendous effort devoted to the study of
BFO as film form, several properties remain to be
better understood or explored. Among our studies
we have shown for instance:
1) the difficulties to study such system because of the
effect of Bi volatility and the close energies of the
pure BFO phase with some parasitic phases,
Figure : (left) Relative change of the reciprocal lattice vector
versus temperature probing the bulk (blue open symbols)
and the topmost surface (red solid symbols) using grazing
incidence diffraction on BFO single crystal, (right) discharge
current anomalies at 140K and 200K on pristine samples
attributed to the topmost surface.
3) the pressure induced phase instabilities showing its
potential for strain-engineering in thin films and
revealing that BFO does not enter under pressure in
an expected cubic phase
Figure: 2011’s temperature-pressure phase diagram
revealed using x-ray synchrotron diffraction and Raman
spectroscopy data.
Figure: unit cell parameters versus temperature revealing
TN antiferromagnetic-paramagnetic transition and TC
ferroelectric-paraelectric transition. Rietveld refinements
based on X-ray data suggest a paraelectric phase of
monoclinic symmetry. Note however the difficulty to reveal
the exact symmetry because of both the complex study of
oxygen tilts using x-rays and the Bi volatility inducing
sample decomposition.
2) the existence of a skin-layer which has its own
phase diagram,
4) the possibility to use light to induce coherent
acoustic phonons and thus deformations
Figure: (left) Brillouin oscillations collected along a [110]pseudocubic direction of BFO single crystal excited using
femtosecond laser pulses (right) Fast Fourier Transform
revealing the three acoustic modes (transverse modes
TA1—12.5 GHz,
TA2—20GHz, and longitudinal one LA—36GHz)
58
59
OXYGEN TILTS IN FERROICS
P.E. Janolin
Collaborations
Univ. Montpellier, CRISMAT Caen, UMPhy CNRS-Thales, Univ
Arkansas
Références : ACL 12, 16, 24, 39, 42, 54, 89, 94, 97, 120, 121, 126, 140, 141, 142, 146, 147, 153,
170, 172, 174, 178, 203, 205, 206, 211, 212
Oxides of ABO3 perovskite structure
constitute a rich platform to investigate ferroic
properties. Indeed depending on the selected A
and/or B cations, they display various functional
properties like (anti)-ferroelectricity, (anti)ferromagnetism or multiferroicity. Moreover, such
structure allows either for solid solutions by
gradually changing A and/or B cations or epitaxial
heterostructures with sharp interfaces. Beyond A
and B cations, all these perovskite oxides can be
seen as an oxygen octahedra network with cations
located at interstices. This structural feature is
actually crucial and has a dramatic influence on the
properties of perovskite oxides, mainly as it alters
for instance the B-O-B angles and B-O bond lengths.
In addition, this structural degree of freedom is a
very efficient mean to accommodate strain by
tilting or rotating the oxygen octahedra. This new
knowledge opens the path towards oxygen
octahedra engineering. Among our studies we have
shown for instance:
1) the impact of size effect on oxygen tilting or
rotation
Figure: Antiferrodistorsive order parameter ϕ angle
versus temperature in the quantum paraelectric
SrTiO3 for bulk (triangle symbols) and particles
(circles symbols). ϕ angle is related to the oxygen
octahedral tilting along [001]-direction. Using a
core-shell model, it was suggested a progressive
decoupling of octahedra tilts with spontaneous
strain (primary order parameter) when size is
reduced. In contrast to bulk, the tilts persist up to
70K above the 105K bulk value while the
spontaneous strain vanishes at lower temperature.
2) the competition between tilts and polarization
Figure: Polarization as a function of compressive
misfit strain in BiFeO3 film in case of Cc phase i.e.
with tilts (left) and Cm phase i.e. without tilts
(right). The tilts prevent the polarization amplitude
to increase (green triangles), while without tilts (Cm
phase), it is continuously enhanced.
3) the role of strain on tilting systems
Figure: Diffraction patterns of a 73 nm-thick LaVO3 film
deposited on SrTiO3 showing half-order superstructure
peaks produced by in-phase octahedral rotations which
are absent in bulk. Instead of 158.8° (along a and c) and
155.4° (along b) in the bulk, the V-O-V bond angles are of
156.6° and 171.3° ( along in- and out-of-plane directions).
4) the interaction between defects and oxygen tilts
Figure: Scenario in EuTiO3 of in-plane (red arrow)
polarization induced by oxygen tiltings
60
61
MODELLING IN FERROICS
I. Kornev
Collaborations
Univ Arkansas, Ioffe Institute, Darmstadt TU, Univ. Rostov-on-Don
Références : ACL 8, 12, 16, 18, 19, 24, 38, 39, 40, 41, 43, 51, 54, 55, 61, 66, 70, 77, 78, 79, 87,
88, 89, 92, 94, 95, 106, 107, 108, 110, 128, 135, 141, 142, 153, 166, 170, 172, 185, 187, 203,
205, 214, 227, 229
Exploring, understanding and designing
ferroic properties require more and more the use
of modelling tools. In case of perovskite structure
oxides, these tools have demonstrated their
powerfulness to predict novel properties and to
reveal microscopic mechanisms behind these
properties. Ferroic properties and their
nanostructures depend strongly on the chemical
arrangement, the electrical and mechanical
boundary conditions or external constraints
including temperature, pressure or electric or
magnetic field. All these aspects can be taken into
account in modelling approaches. Several
computation methods are available in the group
including phenomenological approach, ab initio
and first-principles-based effective Hamiltonians.
Among our results, we succeed to reveal:
1) the real nature of phase transitions
2) the correspondence between hydrostatic
pressure and chemical doping
Figure: Pressure phase stability in case of Na1/2Bi1/2TiO3
relaxor. This sequence corresponds to that obtained by
doping with big and small ions on the A-site.
3) the role of strain-mediated effect
Figure: Magnetoelectric voltage coefficient of a
multiferroic hybrid constituted by a ~5nm-thick PZT
coupled to a ferromagnetic substrate subjected to a
magnetic field applied along various directions
4) the intimate properties in nanostructures
Figure: Local modes (or polarization), antiferrodistorsive
modes (or tilts) and dielectric susceptibility as a function
of temperature in case of the multiferroics BiFeO3. The
ferroelectric transition at 1100K is a peculiar trigger-type
transition corresponding to a collaborative coupling
between polarization and oxygen tilts.
Figure: DFT calculation of the electronic structure at a
BiFeO3 vortex core. (left) Density of states at the vortex
core; (right) scheme of the dipoles (or local modes)
arrangement forming the vortex.
62
63
FERROELECTRIC POLYMERS
B. Dkhil
Collaborations
Shanghai Institute of Technical Physics, Institute of Acoustics Beijing
Reference: ACL 38, 63, 71, 99, 116, 230
Ferroelectric thin films are essential components in
a wide variety of applications including sensors and
actuators,
non-volatile
memories,
tunable
microwave circuits or radiofrequency devices.
Among ferroelectric materials, ferroelectric
polymers are especially attractive because of their
high electric energy density, huge electrocaloric
properties or giant electromechanical responses
associated with high flexibility, low cost, ease
production and integrability with silicon
technology. Presently, PVDF and copolymers are
the most investigated because of their particularly
optimised properties. The P(VDF-TrFE) copolymers
exist mainly in the ferroelectric β- and paraelectric
α-crystalline phases. Depending on the processing
techniques and conditions, film properties and
especially the dielectric relaxation processes
associated with the chain motions, the interinteractions and intra-interactions, may be
substantially different within the β-crystalline and
α-crystalline and/or amorphous regions. Our
investigations of such ferroelectric polymers allow
revealing several features, including:
1) giant electrocaloric effects
pyroelectric coefficient of P(VDF-TrFE) films with
various u misfit strain.
3) the key role played by the electrodes
Figure: Dielectric constant (left) and losses (right)
for P(VDF-TrFE) copolymer film deposited on Al
(top) and on LaNiO3 (LNO) (bottom) electrodes.
4) the possibility to obtain various phase
transformations depending on the copolymer used
Figure: Polarization P determined from P-Electric
field loops and adiabatic temperature change ΔT vs
temperature at different electric field values in
(left) P(VDF-TrFE) and (right) P(VDF-TrFE-CFE)
copolymers.
2) the possibility to design the pyroelectric
coefficient by using adequate misfit-strain
Figure: (Left) First-order phase transition evidenced
by changes of the Raman spectroscopy modes in a
P(VDF-TrFE) copolymer (Right) Phase transition
evidenced by X-ray diffraction technique for P(VDFTrFE) copolymer, while such transition is absent in
P(VDF-TrFE-CFE) copolymers.
Figure:
Temperature
dependence
of
the
64
65
OS3
Matériaux modèles et
molécules pharmaceutiques
66
67
General presentation
The object of our research is the study of the electronic structures and, more generally, of a variety of
properties of molecular and solid-state systems by ab initio or molecular dynamics methods on the
theoretical ground, and by high-resolution X-rays diffraction by the experimental point of view. The
main feature of our research is the focus on the methodological developments. Working out new
calculations schemes or approximations, methods to improve and complete the interpretation of
experimental data, or to take into account effects neglected in previous studies, is a central aim of our
research activity.
We work in strong interaction with other research groups in the near environment. We are actually a
“mixed” unit, including researchers of our Laboratory and of the Pharmacy Faculty of the Paris-Sud
University. Thus, part of our research is in common with that Faculty and molecules having
pharmacological interest are one of the most important objects of our studies. Furthermore, other
subjects (thermoelectric materials, non photochemical laser induced nucleation (NPLIN)) are treated
in collaboration with researchers from the EM2C ECP Laboratory. Research in density-functional
theory (DFT) is done with ENSCP (École Nationale Supérieure de Chimie de Paris) and CEA-DAM
colleagues, while applications of the methods developed for the simultaneous analysis of different
kinds of experimental data are carried out in collaboration with the CEA-Saclay Léon Brillouin
Laboratory, and molecular dynamics studies are performed in collaboration with École Polytechnique.
Our research comprises a variety of subjects spanning from purely theoretical ones, such as the
development of new functionals in DFT, to the experimental study of molecules of pharmacological
interest. Details about the most representative ones are given (although not exhaustively) in the
specific forms. In this introduction, we limit ourselves to the description of some general features.
-
DFT research. DFT is an extremely powerful tool for predicting, explaining and understanding the
material properties, but the result accuracy strongly depends on the exchange-correlation energy
functional, the only quantity that in such a theory must be treated in an approximate way.
Approximate functionals can be classified in different classes, having different levels of
complexity and/or sophistication. There are local and semi-local functionals, which are fast, easy
to implement and give sufficiently accurate results for many purposes, but fail in predicting some
properties such as, for example, the barrier heights for chemical reactions. Hybrid (global and/or
range-separated) functionals give, in general, better results, but they require a longer computing
time. Finally, the so-called double hybrids, treating part of the correlation energy at the MP2
level, are still more computer time demanding. Thus, the aim is to derive new exchangecorrelation density functionals having improved performances and to make them available to the
scientific community by their implementation in some currently used electronic structure
computational code. Our research in this field (see the corresponding form) has been mostly
performed in the framework of the Dinf DFT ANR project (December 2010 – December 2013),
which involve, in addition to the ECP, ENSCP, and CEA-DAM teams, also a research group of the
Claude Bernard University of Lyon.
-
Simultaneous analysis of different types of experimental data. Different experiments performed
on the same system, such as high resolution X-rays diffraction, Compton profiles measurements,
or polarized neutron diffraction, provide complementary information about the system and allow
one to access properties such as the 1D density-matrix of the system. Our group has elaborated a
reliable strategy for combining those different data into a unique refinement model inspired from
the Hansen-Coppens multipoles on pseudoatoms construction. In the framework of the CEDA
ANR project (involving, in addition to the already mentioned CEA-Saclay group, teams of the
CRM2 Laboratory in Nancy and of the Claude Bernard University of Lyon) specific programs
performing such a simultaneous analysis have been developed. Examples of applications,
performed in strong collaborations with the Sakurai team in Japan, are described in the specific
form.
68
-
Quantum Thermal Bath. Molecular Dynamics (MD) is a powerful numerical simulation technique
to study the properties of condensed matter. It has been taken for granted that its use is limited
to large temperatures since it is based on classical mechanics. In collaboration with two teams at
EM2C (ECP) and at LSI (Ecole Polytechnique), we proposed a universal quantum thermal bath to
account for quantum statistics while using standard MD. The QTB-MD technique is an
approximate approach that yields accurate results and save at least two orders of magnitude of
computation time compared to the well-known PIMD method based on the path integral
formalism of Feynmann. In collaboration with a team of the Pierre and Marie Curie University in
Paris, we have implemented the general method in the ABINIT band-structure computational
code and the first applications have confirmed that the quantum effects are accurately described
(see the corresponding form).
-
IR optical properties of oxide nanoparticles. The optical and thermal properties of metal NPs
have been widely studied whereas mechanisms carried out in insulator or semiconductor NPs
remain open questions. In the case of metals, the macroscopic approach (continuous media) has
often been successfully used to explain the properties of NPs. In collaboration with a team at
EM2C (ECP), we have recently shown that in the case of an oxide, this approach is inadequate and
must be supplemented by modeling at the atomic scale.
-
Crystallization and high-resolution diffraction. High-resolution X-rays diffraction is a technique
that some members of our group have contributed to develop and have used in a lot of studies, in
particular of reactivity of molecules of pharmacological (i.e. paracetamol, carbamazepine,
polymorphs of piracetam…) or biological interest (polyoxovanadates). During the last few years,
another subject has attracted our interest: the “non photochemical laser induced nucleation”
(NPLIN). This is a new technique to control the nucleation, which is presently used by only a few
groups in the world. In practice, laser beam intensity and polarization are used in order to induce
and enhance the nucleation, and to control the polymorphic form. This research has been started
with the financial support of the ANR NPLIN-4-drug, which involve, in addition to the ECP SPMS
and EM2C groups, and to the Pharmacy Faculty group, also a group of the Pharmacy Faculty of
the Paris-Descartes University. The device for the NPLIN experiments has been constructed in our
laboratory and is operational. Several groups of polymorphic drugs have been tested successfully.
69
NEW FUNCTIONALS IN DENSITY FUNCTIONAL THEORY (DFT): THEORY, TESTS, AND APPLICATIONS.
Pietro Cortona
Collaborations
Theses
Post-Doc
Adamo and coworkers (École Nationale Supérieur de Chimie de Paris), H. Chermette and
coworkers (Université de Lyon), B. Amadon and
M. Torrent (CEA-DAM)
V. Tognetti (ENSCP), E. Brémond (ENSCP), D.
Pilard-Bousquet (ENSCP)
C. A. Guido (ECP)
References : [1] ACL9 ; [2] ACL28 ; [3] S. Ragot and P. Cortona, J. Chem. Phys., 121, 7671 (2004) ;
[4] ACL86 ; [5] ACL67 ; [6] ACL47 ; [7] ACL103 ; [8] ACL186 ; [9] ACL168 ; [10] ACL169 ; [11]
ACL220 ; [12] C. A. Guido, P. Cortona, B. Mennucci, and C. Adamo, J. Chem. Theory Comput. 9,
3118-3126 (2013)
Introduction. Ab initio methods are, nowadays, a powerful predictive tool for studies of
material properties. In many circumstances
they can profitably replace experiments, especially when the latter are too expensive or
too difficult to do. Most ab initio calculations
are done in the framework of the densityfunctional theory (DFT), in particular when the
system of interest is not very simple. In such a
case, the use of DFT becomes actually mandatory. A key point of any DFT calculations is the
choice of the exchange-correlation functional
to be used. This is in fact the only quantity
which needs to be approximated, and the
accuracy of the results crucially depends on
the quality of the chosen functional. The aim
of this research is to elaborate and to test
improved approximations of the exchangecorrelation energy functional.
The starting point: the TCA and RevTCA functionals. In 2008, Tognetti, Cortona, and Adamo published two papers reporting two new
correlation functionals [1,2], which were obtained by including in the local Ragot-Cortona
(RC) functional [3] a term depending on the
reduced density gradient. Both these functionals belong to the generalized-gradient
approximation (GGA) class and are parameterfree. The first one [1], known as TCA correlation functional, combined with the PerdewBurke-Ernzerhof (PBE) exchange, gave very
good results for a variety of molecular properties, including atomization energies (see Table
I), barrier heights, and hydrogen bond lengths
and dissociation energies. The improvement
with respect to the standard PBE exchangecorrelation was remarkable and, in the case of
hydrogen bonds, the accuracy was similar to
the one of a hybrid functional such as PBE0
[1,4]. The second one (RevTCA) [2] was obtained by modifying the TCA correlation in
order to satisfy one more exact property of
the correlation functional. In this second paper we also proposed a modified version of
the PBE exchange (ModPBE). The combination
of ModPBE with RevTCA gave further improvements of the atomization energies (Table I) and barriers heights, but the good accuracy for the hydrogen bonds was lost.
Table I. Mean absolute errors (kcal/mole) for
the atomization energies of the G2-1 and G2
sets.
G2-1 (55 molecules) G2 (148 molecules)
PBE
8.1
17.0
TCA
6.7
9.0
RevTCA
4.4
5.9
Further tests of the TCA and RevTCA functionals were performed in 2009/2010, including
agostic bonds [5], barriers for pericyclic and
cycloaddition reactions [6], radicals [7]. The
results we obtained were good, sometimes
indeed excellent [6].
70
The Dinf-DFT ANR project. The work begun
with the RC, TCA, and RevTCA functionals was
continued in the framework of the Dinf-DFT
project, which started at the end of 2010 in
collaboration with the three research groups
mentioned above. The aim of the project was
to develop new functionals belonging to the
various classes (GGAs, global and rangeseparated hybrids, double hybrids), to test and
to implement them in some currently used
computational
codes.
Part
of
the
accomplishments of this project will be briefly
described below. Here, it is worth noticing that
the functionals mentioned above and the
GRAC functional discussed below have been
implemented in the LIBXC library of exchangecorrelation functionals, which is accessible to
many very popular computational codes
(ABINIT, BigDFT, CP2K, Octopus, etc.), while
the implementation in the ADF code is
ongoing.
The gradient-regulated connection (GRAC)
approach [8]. The aim of this research was to
construct
a
GGA
functional
having
performances similar to those of ModPBERevTCA for iono-covalent systems and of PBETCA for hydrogen bonds and other weakly
interacting systems. This was accomplished
working on the exchange part of the functional
and using the fact that small values of the
reduced gradient are important for the first
class of systems, while large values are mainly
important for the second class. The GRAC
exchange is a smooth connection of our
ModPBE exchange functional with the PW91
one by mean of the Fermi function. The
combination of the GRAC exchange with the
RevTCA correlation displayed the desired
properties.
Hybrid functionals [9]. Global, rangeseparated, and range-separated global hybrids
were constructed for the PBE and ModPBE
exchange and, combined with the TCA and
RevTCA correlation, were tested on a variety of
molecular properties, including excited states.
The range-separated global hybrid that we
called
LC-TCA0
showed
performances
especially good, similar to those of the best
hybrid functionals that can be found in the
literature.
Parameter-free global hybrids [10,11]. In a
famous paper (J. Chem. Phys. 105, 9982
(1996)), Perdew, Ernzerhof, and Burke (PEB)
suggested that 0.25 is a theoretical mixing
coefficient for global hybrid. Their approach
was especially successful when applied to the
construction of a global hybrid based on the
PBE GGA functional. The resulting PBE0 hybrid
is indeed (after B3LYP) the most popular global
hybrid for molecular applications. I slightly
modified the model on which the PEB
suggestion was based [10]. Furthermore, I
established a clearer relation with the
perturbation theory than in the PEB paper. As
a result, I found that there are four coefficients
which can be considered “theoretical” on the
same footing. Using the first of these
coefficient (1/3) to construct a PBE-based
hybrid [11] (that we called PBE0-1/3), we
found a general improvement with respect to
PBE0 for a variety of molecular properties
(atomization energies, barrier heights (see
Table II), bond lengths and dissociation
energies of hydrogen-bonded complexes,
charge transfer and rydberg excitation states).
Table II. Mean absolute errors (kcal/mole) for
the activation barriers of some chemical
reactions. HT = hydrogen transfer; HAT = heavy
atom transfer; NS = nucleofilic substitutions;
UA = unimolecular and association
HT
HAT
NS
UA
B3LYP
5.1
7.6
3.8
2.6
PBE0
4.7
6.4
2.3
2.7
PBE0-1/3
3.3
3.9
1.6
3.0
Molecular excited states [12]. Molecular
excitation energies are usually calculated by
the time-dependent density functional theory
(TDDFT). It is well known that localized
excitations (known as valence excitations) are
reasonably well described by the currently
used functionals, while these functionals fail
for charge-transfer (CT) or Rydberg excitations.
On the other hand, the nature (valence, CT ou
Rydberg) of a given excitation is not necessarily
known a priori, thus a coefficient giving a
description of the excitation nature and/or a
piece of information about what accuracy that
can be expected from a given functional can be
extremely useful. Our research on the excited
states had mainly two aims. The first one was
to extend our tests of the PBE0-1/3
71
functionals: indeed we found that, among the
global hybrids, this functional is the most
effective one for a simultaneous description of
all kinds of excitations. The second aim was to
introduce a new descriptor of the excitations,
which has not the drawbacks of those that can
be found in the literature. Our descriptor
(called ∆r) can be interpreted as a holeelectron distance, is very effective in classifying
the excitations and allowed us to establish a
threshold (around 2 Å) beyond that global
hybrids with a moderate percentage of exact
exchange (≤33%) are expected to give large
errors.
72
73
SIMULATION AND MODELLING OF QUANTUM EFFECTS BY CLASSICAL
MECHANICS
H. Dammak
Collaborations
Y. Chalopin (EM2C UPR 288, ECP), M. Hayoun (LSI UMR
7642, CEA/Polytechnique) (J. J. Greffet (LCF UMR 8501,
Institut Optique), F. Finocchi (INSP UMR 7588, UPMC)
E. Antoshchenkova
PostDoc
References: ACL72a, ACL151, ACL192, ACL213
Quantum
simulations:
thermal
bath
for
MD
Molecular Dynamics (MD) is a powerful
numerical simulation technique to study the
properties of condensed matter. It has been
taken for granted that its use is limited to large
temperatures since it is based on classical
mechanics. We proposed a universal quantum
thermal bath (QTB) to account for quantum
statistics while using standard MD.
The approach consists in adding to the
equations of motion, a gaussian random force
and a dissipative force both acting on each
degree of freedom of the simulated system. The
effective frictional coefficient of the dissipative
force is related to the power spectral density of
the random force through the quantum
mechanical fluctuation-dissipation theorem.
normal pressure.
Isotope effects in LiH and LiD :
We implemented the QTB in the parallel
version of the ABINIT code, widely used by
the scientific community, in order to study
isotope effects in LiH and LiD crystals. The
experimental isotopic shift in the lattice
parameter is well reproduced, showing the
adequacy of the QTB for describing such
effects. QTB-MD within DFT-GGA reproduces
the experimental isotopic shift in pressure with
the correct slope, in contrast to the quasiharmonic approximation, which fails at high
pressures. The discrepancy between the two
methods demonstrates the importance of
anharmonic contributions which are well taken
into account by QTB-MD.
Temperature dependence of the heat capacity per
molecule. The QTB values agree with the experimental
data. The standard MD simulation gives reliable values
only at temperatures higher than the Debye one (940 K).
As an example, we show that the technique
allows to reproduce experimental data of lattice
expansion and heat capacity at low
temperatures for the MgO crystal. We show
that QTB-MD allows to derive the selfdiffusion coefficient of nonsuperfluid helium
whereas standard MD predicts a solid phase at
Isotopic shift in lattice parameter, ∆a = a –
aLiD(T=0K), for both 7LiH and 7LiD, versus T.
Perspective:
The QTB-MD technique is an
approximate approach that yields accurate
results and save at least two orders of
74
magnitude of computation time compared
to the well-known PIMD method based on
the path integral formalism of Feynmann.
We are working to extend the scope of the
QTB method for systems with a strongly
anharmonic interatomic potential in order
to study position disorder of the hydrogen
atom (hydrogen bonding) or proton
diffusion in materials for fuel cells for
example.
75
SEEKING FOR THERMOELECTRIC MATERIALS WITH IMPROVED
PERFORMANCES: THEORETICAL APPROACHES
P. Cortona
Collaborations
Thesis
Post-doc
S. Volz (ECP-Laboratoire EM2C), Y. Chumacov
(Academy of Sciences of Moldova), and the research
teams of the NANOTEG European project (see below
S. Xiong (ECP-EM2C)
K. Termentzidis (ECP-EM2C), O. Pokropyvnyy (ECPEM2C)
References : [1ACL207 ; [2] ACL198 ; [3] ACL219 ; [4] ACL208 ; [5] ACL209
Introduction. Ideal thermoelectric materials
should have a large Seebeck coefficient, a high
carrier mobility, and a low thermal
conductivity. Their effectiveness is usually
quantified by the dimensionless figure of merit
ZT, defined by ZT=S2σT/λ, where S is the
Seebeck coefficient, σ is the electrical
conductivity, T is the temperature, and λ is the
sum of lattice and electronic thermal
conductivities. Greater is the ZT value of a
given material, better this material is for
thermoelectric applications. Bismuth tellurides,
vanadium oxides, or skutterudites are known to
be good materials for this kind of applications.
Furthermore, their properties can be improved
by the controlled inclusion of defects
(substitutions,
interstitials)
or
by
nanostructuration (thin films, superlattices).
The aim of this research is to explore, by mean
of theoretical approaches (ab initio calculations
and/or molecular dynamics), the various ways
of increasing the thermoelectric effectiveness of
these materials.
dynamics (computational code: LAMMPS) and
by ab initio calculations performed by SIESTA.
In the molecular dynamics case, the aim was to
determine the dependence of the thermal
conductivity on the defect concentration.
Superlattices, consisting of various layers with
different kinds of defects, were also considered.
It was found that the vacancies are more
effective than the antisite defects in order to
reduce the thermal conductivity. In particular,
4% of Te vacancies gives rise to a decrease of
70% of the thermal conductivity (60% with 5%
of Bi vacancies). The analysis of the band
structures calculated by SIESTA allowed us to
verify that Bi antisite and vacancy defects give
rise to a p-type semiconductor, while by Te
defects one obtains a n-type semiconductor.
The analysis of the densities of states (see
figure) shows that high values of the Seebeck
coefficient should be expected in the case of
antisite and vacancy Bi defects. The opposite is
obtained in the case of Te defects.
The NANOTEG European project. This
work was done in the context of a project
involving 14 teams in 6 European countries.
The complete list of the partners, which
includes both industrial and academic teams, as
well as the detailed description of the project,
can be found on the website: http://projectnanoteg.com.
Methods and results, an example1: Bi2Te3based systems [1-3]. The effects on Bi2Te3 of
various kinds of defects (Bi and Te antisite; Bi
and Te vacancies) with different concentrations
were studied by non-equilibrium molecular
Figure 1. Density of states of Bi2Te3 with different
kinds of defects.
1
Results have also been obtained for skutterudites with Ce
or Yb interstitials (SIESTA calculations) and for V2O5
with various kinds of interstitials: Li, Na, Mg, Ca, Cr, Ti
[4, 5] (ABINIT and BolzTrap calculations). Part of these
results are still unpublished.
76
77
IR ABSORPTION OF MgO NANOPARTICLES
H. Dammak
Collaborations
Y. Chalopin (EM2C UPR 288, ECP), M. Hayoun (LSI UMR 7642,
CEA/Polytechnique) (J. J. Greffet (LCF UMR 8501, Institut Optique)
References: ACL158, ACL 184
Size-dependent infrared properties of MgO
nanoparticles with evidence of screening
effect:
The number of areas impacted by
nanotechnologies has significantly expanded in
recent years. The optical and thermal properties
of metal nanoparticles (NPs) have been widely
studied whereas mechanisms carried out in
insulator or semiconductor NPs remain open
questions. In the case of metals, the
macroscopic approach (continuous media) has
often been successfully used to explain the
properties of NPs. We have recently shown that
in the case of an oxide (MgO), this approach is
inadequate and must be supplemented by
modeling at the atomic scale.
and the 21-23 THz modes are volume modes.
An important result is that IR absorption does
not occur predominantly through the polariton
mode due to screening effects. A corresponding
screening length-scale has been identified,
which is equal to a single monatomic layer. It
leads to an enhanced surface absorption
mechanism that cannot be accounted for by a
macroscopic approach based on bulk dielectric
constant.
Interaction model between an
electromagnetic wave and a nanoparticle :
Application to IR spectroscopy:
We develop a model to describe the
interaction of a dielectric nanoparticle with an
electromagnetic wave. The thermal interaction
with the radiation is modeled by coupling the
ions with the electric field and including a
radiation reaction force. This model has
allowed us to explain the origin of absorption
enhancement in MgO nanoparticles. Figure 2
shows that the screening effect of the surface
may be important so that the absorbed energy is
distributed mainly in one atomic layer.
Fig. 1: Imaginary part of the MgO nanoparticles
polarisability per volume unit as a function of frequency
derived from MD simulations at 300 K. The spectrum
shows two principle bands which evolve when the NP size
increases.
We have investigated the infrared (IR)
absorption properties of MgO nanoparticles
(NPs) with the means of molecular dynamics
simulations. Several effects have been
observed: for sizes below 1 nm, the particle is
essentially a large molecule with discrete
levels. For sizes between 1 and 5 nm, we
observed a size dependence of the absorption
spectrum. We find that (Fig. 1) the resonance at
fT ~ 16 THz corresponds to edge modes, the fL
~ 18 THz resonance is a pure surface mode,
Fig. 2: Square modulus of the time Fourier transform of
atomic velocities at fL= 18 THz excitation for the cubic
NP of 1000 atoms. For sake of clarity, two of the six faces
are shifted from their original location.
Perspective:
It is interesting to evidence these size
effects on other compounds giving NPs
having different symmetry and/or shapes.
The aim is to highlight behaviors and
generic effects that may vary depending on
the size and symmetry of NPs.
78
79
QUANTUM COMPUTATION AND MODELLING
IN CONNECTION WITH
X-RAYS AND NEUTRON SCATTERING EXPERIMENTS
J.M Gillet
Collaborations
B. Gillon (Laboratoire Leon Brillouin, CEA-Saclay), D. Luneau (LMI,
Université Claude Bernard, Lyon) N. Claiser, M. Souhasou, C. Lecomte
(CRM2, Université de Lorraine, Nancy), Y. Sakurai (Spring8, Hyogo,
Japon), T. Koritzanszky (Chemistry dept, Middle Tennessee State
university)
References: [ACL127 ] [ACL159),[ACL193]
Quantum Modelling in momentum space:
The superconducting nature of cuprate compounds
depends heavily on the doping level and
mechanism. While it has long been established that
holes predominantly enter the oxygen 2p orbitals
in the underdoped (UD) cuprate, the orbital
characters of overdoped (OD) compounds still
needs to be clarified. Based on neutron and X-ray
scattering and optical spectroscopies studies, we
decided to investigate a possible change in the
oxygen 2p orbital character
in the OD region for single
crystalline samples of La2xSrxCuO4(LSCO)
with
four
different
hole
concentrations, x=0.0, 0.08,
0.15, and 0.30.
Inelastic incoherent X-rays
scattering in the so-called
Compton regime (high
momentum and energy
transfer) allows for a
reconstruction of the electron density in
momentum space. It has little sensitivity to
disorder or surface structure and is therefore well
adapted to such type of compounds with
substitution disorder. The electron density in
momentum space is the squared modulus of the
momentum-space wave function. It thus possesses
the same directional symmetry as the
corresponding charge density and turns out to be a
pertinent tool for imaging the angular dependence
of wave functions.
In layered cuprates, the d orbitals of Cu hybridize
with properly symmetrized combinations of p
orbitals on nearest-neighbor oxygen atoms.
In order to emphasize a change in orbital
population upon the transition from UD to OD
regime, differences 2D-electron momentum
densities were reconstructed from Compton
scattering data. It was observed that difference
between the xop (x=0.15) and heavily OD (x=0.30)
samples displays a markedly different feature from
that in the UD region between the nondoped
(x=0.0) and xop(x=0.15) samples.
Experimental difference 2D-EMDs inLa2-xSrxCuO4 between
two hole doping concentrations.(a)Underdoped: nondoped
(x=0.0) minus optimal doped (x=0.15), (b)Overdoped: optical
doped (x=0.15) minus heavily overdoped (x=0.30). The white
square represents the first Brillouin zone. a.u.: atomic units..
Using a simple comparison with the symmetry
of 2D-EMD from model orbitals, these images
indicate that, although holes in the UD region
primarily populate the O 2px/y orbitals, the
character of doped holes in the OD region is very
different in that these holes mostly enter Cu eg
orbitals.
The present result demonstrates that holes in the
Cu eg orbital are newly induced in the OD region.
The coexistence of two types of holes either in the
O 2px/y or Cu eg orbital may cause electronic
phase separation, as the Cu-holes locally destroy
the
superconductivity
and
degrade
the
incommensurate antiferromagnetic correlation in
the OD region.
Spin resolved probability density in position
space
Following our previous works on possible
combination of experimental data within a unique
80
model refinement, the present research project
focused on investigations of spin and charge
densities in bridged bi-metallic compounds with
anti-ferromagnetic interactions. X-rays high
resolution diffraction is known to give accurate
charge density distribution in crystals while
polarized neutron diffraction is a unique means to
recover the magnetization distribution in a
crystalline unit cell. Both methods make use of
similar types of models but, until recently, could
not be combined to give a satisfactory result. In
particular, the lack of a proper refinement strategy
was identified as a major obstacle.
On this occasion (and with the support of ANR
grant), a new electron density model refinement
program was developed in order to allow for a
merging of polarized neutron and high resolution
x-ray diffraction data. The program is based on a
on a “spin-split” model of the electron density
using a decomposition in pseudo-atoms similar to
the celebrated Hansen-Coppens model for charge
distribution.
For the first test compound, a Cu-Mn amino
bridged ferromagnetic chain, it was possible to
obtain, with the same model, both a high resolution
charge density distribution and a spin
magnetization
electron
distribution
with
unprecedented accuracy.
(b) Spin-density map with quadrupoles Contours are at 0.01
x 2n (n=0,...,12) Positive:red lines , negative:blue dashed line.
Spin up (majority) and down (minority) valence electron
densities from ab-initio quantum computation (left) and from
joint refinement of the spin-slit model of pseudo-atoms (right).
The density distributions are represented in the Cu-N1-O1
plane a) spin up (red) ; b) spin down (blue) ; contours 0.01 x
2n (n=0,12)
In a second step, a di-copper molecular
magnet with an end-to-end azido bridge
(Cu2L2(N3)2
(L=1,1,1-trifluoro-7((dimethylamino)-4-methyl-5-aza-3-hepten-2onato))) was studied. A joint refinement of the
“spin-split pseudo atoms model” yielded the first
spin polarized electron density distribution in
position space. Comparison with our quantum abinitio results showed the very good quality of the
electron behaviour recovered from the combined
polarized
neutron
and
x-ray
diffraction
experiments.
Perspective:
Both work reported here open up new
possibilities for merging momentum and
position space information within a unique
model for studying the quantum behaviour of
chemical bonds in phase space, from a one
electron perspective, through a detailed
description of the one electron reduced density
matrix (1-RDM) or Wigner function.
(a)Static deformation charge density map. Contours are 0.05.
81
NON PHOTOCHEMICAL LASER INDUCED NUCLEATION. APPLICATION
TO PHARMACEUTICAL COMPOUNDS
A. Spasojevic – de Biré
Collaborations
PhD
Post doc
P. Scouflaire, Y. Chalopin (EM2C, ECP), S. Veesler (CINAM), P.
Espeau, Y Corvis (PCIM, Paris V)
A. Ikni, B. Clair, W. Li
H. Yang
References : INV98, INV126
Non Photochemical LASER Induced Nucleation
(NPLIN) is a technique that allows one to control
nucleation. This technique makes use of a LASER
beam intensity (532 nm, 7ns, 10Hz) to induce and
enhance nucleation, as well as of LASER polarization
(circular, linear) to control the polymorphic form.
The new polymorph found, which could not
crystallize without the external pulsed electric field
delivered by the LASER beam, could be more stable
or more soluble and then would be used for
approval. The fact that one can have polymorphs
“on demand” by using a same solution would be
very promising at least in the manufacturing
process if it works on chiral molecules. This method
has been, accidentally discovered by Garetz. A few
groups in the world use this method.
In the context of the ANR NPLIN-4-drug (dec 2010 –
nov 2013) we have developed a controlled high
throughput NPLIN and crystallization new
experimental set-up (figure 1). All drugs, which are,
not fluorescent at 532 nm, not photochemical
reactive and soluble in solvent which is also not
fluorescent and not photoreactive, could be
suitable for NPLIN. We are actually working on
carbamazepine,
sulfathiazole,
paracetamol,
piracetam, piroxicam, cetirizine, and planed to work
on stearic acid, lidocaine, progesterone, aspirin,
metaxalone,
10,11-dihydrocarbamazipine,
indometacine, nimesulide and tolbutamide.
The methodology involved is based on 6 steps
described on figure 2. Steps 4 & 5 are presented in
the next page. Step 6 is performed at Paris V.
82
83
ELECTRON DENSITY AND ELECTROSTATIC PROPERTIES OF COORDINATION
COMPOUNDS AND DRUG. HIGH RESOLUTION X-RAY DIFFRACTION AND
QUANTUM CALCULATIONS. APPLICATION TO POLYMORPHISM
A. Spasojevic – de Biré, N.E. Ghermani, J.M. Gillet
Collaborations
S. Novakovic (Vinca, Serbia), N. Bosnjakovic-Pavlovic (Univ.
Belgrade, Serbia), Y. Wei (Tsinghua, China), C. Jelsch
(CRM2), J-P Djukic (Univ. Strasbourg)
X. Shi, X. Xu
N. El Hassan
PhD
Post-doc
References : ACL218, ACL133, ACL144, ACL119
Using a well-known methodology (combined
experimental and theoretical electron density
and electrostatic properties determination) we
have focused our research on two different
types of compounds:
- compounds for which our methodology could
give some insight to the understanding of their
chemical properties. i) insight into the subtility
of the metal-metal bond on a syn-facial Cr-Mn
compound (figure 1) ii) understanding the
influence of the organic functionalization of
polyoxovanadate compounds (figure 2). This
research is the continuation of our work on
decavanadates and is conduct by one PhD.
- drugs which exhibits polymorphism. In the
last years, we have already published on
paracetamol, piracetam (figure 3) and
carbamazepine (figure 4). We are actually
working piroxicam, sulfathiazole. For other
drugs, or other polymorphs of the mentioned
compounds, we are working on crystallization
step. The main insight of these works is the
experimental energy interaction determination
compared to the theoretical one.
figure 2
figure 1
figure 3
figure 4
84
85
OS4
Matériaux et
technologies de l’hydrogène
86
87
Context
There is a wide consensus in saying that Energy challenges will suppose a diversification of energy
sources and a wider use of renewable energies due to climate warming. Hydrogen technologies are
then expected to occupy a central place, thanks to the very attractive fuel cells technology that allows
producing electricity with water as only emission. Nevertheless, many progresses have to be done in
order to make this technology competitive within the actual system widely based on fossile resources.
The stake is of first importance and implies wide research efforts in order to have as soon as possible
clean, safe and affordable hydrogen technologies. Well beyond the fuel cell technology, other
hydrogen tehcnologies appear as promising for a hydrogen-based economy. These are for instance the
electrolysis cells (which can be seen as a fuel cell used in a reverse mode) or the watter splitting
technologies.
We situate our activity in the fundamental research on innovative solutions for such technologies.
Objective and methods
The objective of the team “Materials for hydrogen technologies" is :
- to find breakthrough materials that would help a massive use of the hydrogen vector for energy
purpose. Our main activity concerns the lowering of Solid Oxide Fuel Cells working temperature
around 500-650°C. Indeed, the working temperature of actual fuel Cells, around 900-1000°C, induces
an additional cost and an acceleration of device degradation. The team works on the formulation and
preparation of materials presenting enhanced transport properties. For electrolytes, these materials
present anion or proton conduction, while, for electrodes, a mixed electron-ion conduction is needed.
After the formulation step, we study these materials from the experimental and theoretical point of
view.
- to provide a multi-scale description of ion diffusion/exchange properties and mechanisms. This
approach is based on the coupling of theoretical calculations and experimental characterisation. We
evaluate, by ab initio calculations based on the density functional theory (DFT), the behaviour of
substituting and charge carrier atoms at the atomic scale. This helps proposing adequate substitutions
for a given structure and also gives a better understanding of the transport mechanisms of moving
atoms. For instance, activation energies can readily be determined by such approach and then
compared to experimental results.
- to propose and test potentially "high risk-high impact" ideas for hydrogen technologies. Our
culture on functional oxides helps us proposing elegant solutions to assist transport or reaction
mechanisms. We thus aim to explore several ideas related to hydrogen technologies. These ideas are
in the field of ion transport, photo-electrolysis, photocatalysis.
Our multi-disciplinary and multi-scale approach, combining experience and theory, is without any
doubt one the main strength of the team. Indeed, in all these subjects, we try to have the widest
vision of the scientific theme from materials preparation till device testing, without omitting the
fundamental understanding of properties at an atomic scale either by means of local probes or by ab
initio modelling.
88
This approach allowed us obtaining several ANR projects, some of them directly related with our
actual main focussing, other being at the frontier betwen the OS4 and the OS2 teams.
- ANR “NanOxyDesign” (2010-2013): Design of Nanostructured Functional Oxides
- ANR FerroEnergy (2010-2013): Conversion pyroélectrique colloïdale
- ANR Surffer (2010-2013): Surfaces ferroélectriques
- ANR IDEA-MAT (2012-2015): Diffusion et échange ionique pour le design de matériaux avancés pour
l’énergie.
At the international levels, a European ERANET-RUS project ("PROTON") has been obtained involving
important actors in the field such the University of Oslo and the University of Oural. Other EU projects
have been proposed in particular within the JTI on hydrogen technolgoies but without success at the
moment.
As a whole, the activity of OS4 has represented around 40% of the external sources of funding for the
laboratory during the last 4 years.
89
New proton conductors for fuel cells
Y. Wang, M.D. Braida, G. Dezanneau
Collaborations
F. Peiró (Univ. Barcelona - Spain), R. Haugsrud (Univ.
Oslo - Norway)
References: ACL130, ACL156, ACL157, ACL167, ACL216
Introduction
The
team
"Materials
for
hydrogen
technologies" has been working on the
formulation of new proton conductors. The
objective was to develop materials having a
significant proton conduction at temperatures of
600-700 °C and a good chemical stability in
high H2O or CO2 pressure. We focussed on two
families : the first one is based on the
perovskite compound BaSnO3, the second one
is based on rare-earth containing ternary oxides
with fluorite-derived structures.
in doped Barium zirconate, indicating a lower
de-hydration temperature.
Doped BaSnO3 proton conductors
This study was realized during Yanzhong
Wang's PhD work. BaSn1-xMxO3-x/2 (M=La,
Nd, Gd, ...) compounds were synthesized by
soft chemistry routes and further sintered to
obtain dense pellets. We studied the structural,
physical-chemical and transport properties of
these materials. We showed that dopant atoms
essentially locate on B-site when dopant radius
is close to Sn cation radius while, for bigger
dopant, some partial substitution on A-site has
been observed by XRD analysis, confirming
simulations results.
Figure. Bulk conductivity in BaSn1-xYxO3-x/2 under
dry/wet Ar: x = 0.05 (■,□), 0.125 (■,□), 0.25 (■,□),0.375
(■,□).
Figure. Water uptake in BaSn0.75M0.25O3-d
The materials present water uptake at low
temperature in humid atmosphere, with an
hydration enthalpy smaller than that observed
Impedance spectroscopy measurements in
humid atmosphere show a significant
contribution of protonic species at low
temperature, in good agreement with water
uptake measurement. The best dopants for
oxygen and proton conductivity were In and Y,
the ions having the smaller size mismatch with
the host Sn ions. These materials present a very
high stability at high H2O and CO2 partial
pressure. As a resume, these materials are good
proton conductors at intermediate temperature.
Their actual properties are slightly below those
of most famous barium zirconates or barium
cerates, but these could be improved by playing
on microstructure. Besides, their high stability
makes them suitable for robust devices
applications.
RE3NbO7 (RE = La, Nd, Gd, Y, Er...) proton
conductors
RE3NbO7 compounds with RE = La, Nd, Gd,
Y, Er... have been studied during the PhD work
of M.-D. Braida. Nanopowders were
synthesized by a combustion route and then
sintered at high temperature.
XRD data
analysis indicates that RE3NbO7 compounds
evolve from a weberite-type compound for big
rare-earths toward a fully disordered fluorite
90
structure for small RE cations (Y, Er, ...). The
differences between the two structural types
have important consequences on oxygen ion
and proton conductivity. Indeed, oxygen
conductivity increases as the rare-earth ion size
diminishes, in agreement with the fact that
weberite-like structures do not contain intrinsic
oxygen vacancies while disordered fluorite
structure present 1 oxygen vacancy per 8
oxygen sites. Associated to this, the water
uptake at low temperature in humid conditions
increases significantly as we pass from a
weberite to a fluorite structure.
that these compounds were very stable in both
oxidizing and reducing atmospheres and at high
H2O and CO2 pressures.
RE6MoO12 proton/electron conductors
In parallel to niobate compounds, we focused
on rare-earth molybdate ternary oxides with
formula RE6-xMoO12-3/2x (RE = La, Gd, Y, Er,
...). By quenching the samples after sintering,
we could stabilize the high temperature
disordered fluorite phase at room temperature.
We showed by XRD that the structure was
indeed of fluorite-type. We studied the
transport properties of these compounds as a
function of pO2 and pH2O.
Figure. Total conductivity as a function of pO2 for
RE3NbO7 compounds (RE = La, Gd, Y, Lu, Yb)
A proton conductivity is observed at low
temperature for fluorite-like compounds in
humid conditions. Both oxygen and proton
conductivities remain nevertheless low despite
the high amount of oxygen vacancies. By
performing advanced TEM characterization, we
showed that an ordering of oxygen vacancies
occurs at the nanoscale, impeding then a high
oxygen conductivity and to incorporate water at
low temperature.
Figure. Ordering of oxygen vacancies as evidenced by
TEM for different zone axes in Lu3NbO7
The strategy consisting in decreasing the
number of oxygen vacancies to limit this
oxygen vacancy ordering has allowed
increasing the oxygen and proton conductivity
by 1 order of magnitude. Finally, we proved
Figure. Total conductivity of La5.5MoO11.25 as a function
of pO2 for T = 500 (□), 600 (●), 700 (○), 800 °C (■).
These compounds all present a protonic
conductivity at low temperature, which is
supported by thermogravimetry measurements
indicating a water uptake in the same
conditions. Nevertheless, these compounds are
easily reduced and become electron-conducting
in H2-containg atmosphere. This makes these
materials not suitable for electrolyte
applications but could represent an interesting
property for semi-permeable membranes.
Conclusion
We were able over the last years to propose
new proton conductors. Despite these materials
have proton conduction properties lower than
the best actual proton conductors, they
constitute an interesting work field for the
understanding
of
proton
conduction
mechanisms and for formulating new
compositions. Besides, the compounds studied
present a very high stability in H2O and CO2
containing atmosphere, making them more
suitable for novel application such as high
temperature electrolysis. Finally, the acquired
knowledge allows us proposing some
orientation for the development of more
efficient devices.
91
New materials for SOFC cathodes
Y. Hu, G. Dezanneau
Collaborations
A. Tarancón (IREC - Spain), T. Norby (Univ. Oslo - Norway), A.
Zuev (Univ. Ekaterinbourg - Russia)
Références : ACL143, ACL215
Introduction
We recently focused on the development of
mixed electron/ion conductors for applications
as Solid Oxide Fuel Cells cathode materials.
Our objective was first to propose new
compositions and then to develop original tools
for the characterization of oxygen diffusion
coefficients in these compounds.
GdBaCo2-xMxO5+d (M = Ni, Fe) family
The compound GdBaCo2O5+δ was presented
some years ago as a promising cathode material
for fuel cells. Our objective was to provide a
complete description of the influence of doping
on cobalt site on structural, physical-chemical
and electrochemical properties. This was the
object of the PhD thesis of Yang Hu. All
compounds GdBaCo2-xMxO5+d with M = Ni,
Fe, were synthesized by a chemical route based
on a pecchini-derived process. We first studied
the influence of dopant on structural properties
and showed that Ni doping does not alter the
symmetry of the pristine compound, while Fedoping leads to more relevant structural
changes due to changes in oxygen
stoichiometry.
By XRD in situ measurements combined with
DSC, we were able to determine the evolution
of structural properties as a function of
temperature. We showed that Ni doping lowers
the HT phase transition by inducing a faster
oxygen release and by inducing disorder on Bsite. We also demonstrated that Ni or Fe-doping
allows diminishing slightly the thermal
expansion coefficient, making it more
compatible with standard electrolyte materials.
After depositing porous electrodes by spraying
on Gd-doped Ceria substrates, we measured
symmetrical cells by impedance spectroscopy
and showed that these materials present very
good electrochemical performance. In the case
of Ni dopant for x = 0.3, an area specific
resistance of 0.25 Ω.cm2 was obtained at a
temperature as low as 625 °C.
Figure. Area Specific resistance (ASR) of GdBaCo2xNixO5+δ electrodes with x = 0.0, 0.3, 0.6
Further studies are currently being done to
understand how Ni or Fe-doping affect oxygen
diffusion and exchange coefficients.
Figure. Evolution of cell parameters as a function of
temperature for pure GdBaCo2O5+δ
La2-xSrxCoO4-d family
We recently studied the La2-xSrxCoO4-d series of
compounds. Our interest was based on a
92
previous study showing that RuddlesdenPopper cobaltites could present oxygen
exchange and diffusion coefficients even better
than those of the analogous rare-earth
nickelates.
La2-xSrxCoO4-d (x = 0.9, 1.0, 1.1) compounds
with Ruddlesden-Popper K2NiF4-type structure
have been investigated as potential cathode
materials for IT-SOFC application. Materials
have been prepared by citrate-nitrate
combustion method. Structural evolution
analysed by XRD shows a shortened Co-O-Co
bond length within the perovskite layer as Sr
substitution increases, while the interlayer
distance at the same time increases. An oxygen
stoichiometry close to 4 has been found for all
compositions at room temperature. Thermal
expansion coefficients have been obtained from
temperature-dependent XRD analysis and show
large values (>20 10-6 K-1) compared to the
currently utilized electrolyte
materials.
Electrochemical characterisation has been
performed
by
means
of
impedance
spectroscopy on symmetric cells with CGO
electrolyte. Pure electrodes have a high Area
Specific Resistance, probably due to limited
oxygen ion diffusion. By using composite
electrode (50 wt.% CGO), an Area Specific
Resistance of 0.25 Ω.cm2 is obtained at
approximately 700 °C for all the three
compounds suggesting promising electrochemical properties for IT-SOFCs.
Conclusion
The possibility to design new cathode materials
has been renewed by the deeper knowledge
acquired on mixed ion-electron transport
mechanisms. Further developments concern the
design of mixed proton-electron cathode
materials for proton conducting fuel cells.
Figure. Arrhenius plots of the Area Specific
Resistance of electrodes for pure LaSrCoO4 and
composite (50 wt.% La2-xSrxCoO4 - 50 wt.% CGO)
material
93
Nano-structured ion conductors
Y. Wang, M.-D. Braida, C. Bogicevic, F. Karolak, G. Dezanneau
Collaborations
A. Tarancón (IREC - Spain), C. Estournès
(CIRIMAT - France)
Références : ACL32, ACL157, ACL177
Introduction
The possibility to tune the ionic conduction by
playing on microstructure has been driven by
previous works on the so-called space charge
region observed close to grain boundaries.
Taking benefit from our experience of
nanopowder synthesis and shaping by Spark
Plasma Sintering, we studied in several cases
the influence of nanostructure on transport
properties. We also decided to apply the
acquired knowledge on the development of
target materials for micro-fuel cells deposition.
Nanostructured ion conductors
This study started during the NANOMATSOFC ANR project and was pursued during the
NanOxyDesign project. The objective was to
determine whether the nanostructuration of
ceramics would favour the oxide ion or proton
conduction. Several materials were studied
being either ion conductors (yttria-stabilised
zirconia, lanthanum silicate apatites) or proton
conductors (Y-doped BaZrO3 and BaSnO3,
Y3NbO7). We showed that SPS method was
very well suited for the preparation of
nanostructured ceramics. Indeed, whatever the
composition, dense ceramics were obtained
with grain size ranging from few tens to few
hundreds of nanometers. After impedance
spectroscopy measurements, the ion conduction
of nanostructured ceramics was found in all
cases to be smaller or equal to that of microstructured ceramics. Thus, grain boundaries
were shown to act more as barriers for ion
diffusion rather than fast pathways.
Figure: SPS-sintered La9.33Si6O26 apatite ceramic
Pinhole-free YSZ self-supported membranes
for micro solid oxide fuel cell applications
More recently, we have shown that the use of
Spark Plasma Sintering allows preparing
optimised targets for Pulsed Laser Deposition.
Indeed, in the framework of a collaboration
with A. Tarancón's group at the Research
Institute on Energy of Catalonia (IREC), we
obtained yttria-stabilised zirconia targets
particularly interesting for micro-fuel cells
applications. Indeed, Yttria-stabilized zirconia
thin films for micro-SOFCs were grown by
pulsed laser deposition onto silicon-based
micro-fabricated substrates. In order to obtain
pinhole-free membranes, the influence of the
microstructure of the target on the ejection of
particulates to the film was studied. Targets
with different contents of yttria (3 mol% Y2O3:
ZrO2 and 8 mol% Y2O3: ZrO2) and fabricated
by different sintering methods (conventional
sintering and spark plasma sintering) were
evaluated. Microstructural and electrical
properties of targets and deposited membranes
were evaluated concluding that the use of
targets with smaller yttria content and grain
size, with expected better mechanical
properties, drastically reduces the particulates
in the membranes without significant effect on
the resistance. 3 mol% Y2O3:ZrO2 targets
prepared by spark plasma sintering have been
94
proven
to
provide
almost
pinhole-free
membranes.
Figure. Optical images of auto-membranes of yttria-stablised zirconia prepared by PLD with different targets: (a)
classically sintered 8YSZ, (b) SPS-sintered 8YSZ, (c) SPS-sintered 3YSZ.
Conclusion
If the playing on microstructure to increase ion
conductivity has been largely unsuccessful in
electrolyte materials, this possibility remains
interesting in composite materials or in
materials for electrodes. Besides, the
knowledge acquired in the development of
dense nanostructured materials allow us
defining efficient strategies for obtaining dense
samples for further iostope exchange or
relaxation measurements. Other topics also
concern the development of functional oxides
(ferroelectric, piezoelectric) through the
optimisation of the microstructure.
95
Modeling of ion conduction mechanisms
A. Ottochian (post-doc), A. Iakovleva, J. Hermet (CEA/DAM), G. Dezanneau
Collaborations
G. Geneste (CEA/DAM), O. Hernandez (ISCR), J.
Gale (Univ. Perth - Australia)
Références : ACL65, ACL122, ACL129, ACL113, ACL175, ACL176, ACL181, ACL188
Introduction
We recently decided to dedicate more time on
the simulations of materials for fuel cells. This
willing was motivated by the absence of
renown specialists at the national level in this
field and by the possibility to combine these
theoretical calculations to experimental proofs
in particular through advanced diffraction
analyses.
Oxide ion or mixed O2-/e- conductors
As mentioned previously, GdBaCo2O5+d
compound was presented as a promising
cathode material for Solid Oxide Fuel Cells.
While anisotropic diffusion was expected from
the crystalline structure with A-site ordering,
actually little was known about oxygen
diffusion mechanisms in these compounds. By
performing molecular dynamics simulations
based on classical potentials, we were the first
to reveal the nature and confirm the 2D
character of oxygen diffusion in these
compounds. We also showed that the increase
of cation radius on rare-earth site favours the
oxygen diffusion, this being at expand of the
material stability.
More recently, we combined advanced neutron
diffraction analyses with molecular dynamics
simulations to identify more precisely the
oxygen diffusion mechanisms. We showed that
oxygen vacancies in both RE and Co-planes
were necessary to allow for a long range
diffusion. Oxygen diffusion pathways were
determined by the maximum entropy method
applied to diffraction data and by integrating
oxygen
atoms
positions
during
MD
simulations. Both methods show very similar
results, confirming the validity of the approach
for understanding ion diffusion mechanisms.
DFT modeling of proton conductors
The modeling of proton conductors through
DFT calculations was settled at SPMS by G.
Geneste. The collaboration with this researcher
has continued after he left the laboratory to join
CEA/DAM. The first study on barium stannates
has been realized by E. Bévillon during his PhD
work.
Figure. Diffusion pathways in NdBaCo2O5+x as
determined by (a) Neutron diffraciton (MEM
analysis) and (b) Molecular Dynamics
Through DFT calculations, we determined the
intrinsic properties of BaSnO3 compound and
studied which dopant would lead to smaller
proton-dopant association and then to enhanced
proton conduction. These calculations confirm
that Y and In would be among the best dopant
atoms for this material.
Following this study of hydration, we also
investigated the process of oxidation, i.e. of
oxygen incorporation in acceptor-doped
perovskites such as BaSnO3 and BaZrO3. This
process is found exothermic within DFT
calculations performed on these two
compounds doped with various elements (Ga,
In, Sc, Y). A model has been proposed to
explain why the p-type conductivity related to
the incorporation of oxygen is observed at high
temperature.Jessica Hermet (PhD student at
CEA/DAM) has been doing her work on the
study of BaCeO3 proton conductors. We
showed by DFT calculations that the energy
landscape for both oxygen vacancies and
interstitial protons in this material with
96
orthorhombic symmetry is extremely complex
and that the important distortion favours some
inter-octahedral jumps of protons, which are
not possible in cubic perovskite such as doped
BaZrO3. This inter-octahedral jumps allows
explaining the high conductivity observed in
BaCeO3 based proton conductors. More
recently, a specific Kinetic Monte Carlo code,
that uses as input data the parameters
determined at the ab initio level (energy
barriers
for
proton
hoppings
and
reorientations), has been developed by us,
which allows determining the most probable
proton pathways and the diffusion at larger
scale. Efforts are currently made on the
implementation of the Path Integral method to
determine the influence of the quantum nature
of the proton on diffusion properties.
Molecular Dynamics of proton conductors
More recently, we started a new collaboration
with Prof. J. Gale from Perth University in
Australia. The objective of this collaboration is
to apply the recently developed "reactive
forcefield" to the molecular dynamics
simulations of proton conductors. This new
kind of simulations has been applied to Ydoped BaZrO3. In these simulations, potentials
have been entirely fitted to DFT calculations.
We applied this new method to study the
influence of strain in Y-doped BaZrO3. Indeed,
Strain has been proposed as a potential tool to
increase the oxygen ion conduction in oxides.
Here, we studied by means of classical
molecular dynamics the influence of isostatic
and biaxial strain on the proton conductivity of
yttrium-doped barium zirconate. Compressive
isostatic pressure is shown to favour proton
diffusion by diminishing the oxygen-oxygen
distance without affecting the symmetry. For
moderate biaxial strain, a similar effect is
observed i.e. a slight increase of proton
conductivity occurs under compressive strain.
High biaxial compressive/negative strain leads
to a decrease in proton diffusion by inducing a
symmetry breaking that results in a strong
localisation of protons far away from the B
cations.
Figure. Proton density maps obtained at T = 2000K in the case of isostatic pressure at -10, 0, and 10 GPa.
(a) scheme of the perovskite structure and identification of the representation planes (b) Proton density maps in plane n°1 (c)
Proton density maps in plane n°2. (note: only proton density is presented).
Conclusion
We aim to develop significantly our expertise
in the modelling of materials for fuel cells. We
consider
that
our
association
and
complementarity with G. Geneste (CEA/DAM)
makes us very attractive for potentials partners
in France and establishes a renown taskforce at
the international level. Further developments in
the field will concern: multiscale modelling
(DFT – Kinetic Monte Carlo), DFT-based
potential development, proton conductors,
electrode reactions.
97
PROJETS ET PERSPECTIVES
98
99
Contexte et identité de SPMS
Objectifs et mise en oeuvre
Sur le plan local, le rapprochement des écoles Centrale et Supélec, rapprochement qui aboutira à la
création d'une nouvelle école en 2014, constitue la principale nouveauté du prochain contrat. Cette
nouvelle école CentraleSupélec, à terme localisée complètement sur le plateau de Saclay, regroupe
des entités et personnels de statut, fonctionnement, thématiques et sensibilités extrêmement divers.
Si une homogénéisation sera nécessairement opérée lors du rapprochement, la singularité et l'identité
du laboratoire SPMS doivent être réaffirmées puisque celles-ci font la force de SPMS au sein de l'ECP
et du CNRS, et permettront d'assurer la visibilité de SPMS sur le plateau de Saclay.
A l'échelle du plateau de Saclay, la création de "Schools" d'enseignement, de départements de
recherche, d'Ecoles Doctorales, de réseaux de recherche, la présence de différents Labex ... suppose
d'avoir une réflexion concernant la stratégie d'existence, d'affichage et de visibilité du laboratoire
dans toutes ces entités.
Sur le plan national et international, le caractère mouvant et multiple des interlocuteurs et acteurs de
la recherche impose également de repenser le mode d'action et d'affichage du laboratoire pour le
rendre plus visible et attractif. Enfin, à ce même niveau i.e. France et Europe, les modes de
financement évoluent vers une recherche plus concurrentielle et plus tournée vers les grands enjeux
de demain et vers l'entreprise.
Dans ce contexte, il devient important de réaffirmer l'identité et les spécificités de SPMS :
- Notre laboratoire se situe à l'interface entre plusieurs disciplines que sont la physique, la chimie et
les sciences pour l'ingénieur,
- Notre laboratoire revendique une approche fondamentale autour de problématiques de sciences des
matériaux très fortement liées aux enjeux de demain (énergie, électronique, santé, ... ),
- Notre laboratoire est ouvert naturellement sur l'international avec plus de 80% des travaux publiés
en collaboration avec des laboratoires extérieurs.
Objectifs
Sur la base du contexte et de l'identité de SPMS mentionnés ci-dessus, nos objectifs pour le
prochain contrat sont:
• Adapter l'organisation et la visibilité de SPMS à ce nouveau contexte local, national et
international
• Réussir notre déménagement vers le plateau de Saclay
• Renforcer et réaffirmer nos points forts sur le plan scientifique
• Augmenter notre attractivité auprès des entreprises
Mise en oeuvre
Les objectifs mentionnés ci-dessus seront atteints via un certain nombre d'actions que nous
réalisons dès maintenant afin de les rendre efficaces rapidement.
• La réorganisation du laboratoire, basée essentiellement sur une refonte en axes de recherche,
• La définition d’orientations scientifiques qui vont consolider nos points forts,
• La mise en place d’une stratégie de communication destinée à augmenter l’impact de nos
100
travaux,
• L’instauration d’une stratégie de développement vers les entreprises, vouée à renforcer nos
liens existants et à créer une dynamique pour faciliter cette ouverture,
• Une politique de recrutement et de promotions, là encore clairement établie pour asseoir nos
points forts.
101
Réorganisation du laboratoire
Afin de nous adapter à notre nouvel environnement de recherche, nous avons choisi de
réorganiser le laboratoire. Cette réorganisation inclut La nomination de nouveaux directeur (G.
Dezanneau) et directeur adjoint (P. cortona), l'organisation en 3 axes de recherche et le choix
délibéré d'apparaître et d'être évalués désormais comme une seule équipe (déclinée en 3 axes), la
création d'un conseil technique.
Figure : Organisation scientifique du laboratoire en 3 axes
1- Axe 1 : Matériaux fonctionnels pour l'énergie
Cet axe de recherche étudie et propose de nouveaux matériaux pour applications énergétiques,
plus spécifiquement pour le nucléaire et les technologies de l’hydrogène. Cet axe inclut le
Laboratoire de Recherche Conventionné CARMEN (École Centrale Paris, CNRS et CEA) qui
s’intéresse aux propriétés de matériaux céramiques à l’équilibre et hors équilibre
thermodynamique. Cette équipe mixte étudie également l’influence des conditions d’élaboration
sur les propriétés des matériaux et la dégradation de ces propriétés induite par le vieillissement en
milieu extrême, de première importance pour les applications nucléaires.
Cet axe comprend également une activité autour des « matériaux et technologies de l’hydrogène »,
dont l’objectif est de trouver les matériaux de rupture qui permettront un fonctionnement des
piles à combustible à oxyde solide à plus basse température ou la production propre d’H2 par
102
photolyse. Une activité importante concerne la mesure des propriétés de transport (impédance,
complexe, conductivité, relaxation) sous température et atmosphère contrôlées et la modélisation
de ces mêmes propriétés de transport à l'échelle de l'atome.
2- Axe 2 : Ferroïques avancés
Cet axe de recherche s’intéresse à des oxydes fonctionnels dont les propriétés sont gouvernées par
la polarisation électrique, l’élasticité mécanique, l’aimantation magnétique et le couplage entre ces
grandeurs dites ferroiques. Notre objectif est :
• de concevoir et développer de nouveaux matériaux à différentes échelles (cristaux, céramiques,
couches minces, nanofils, nanocomposites, hétérostructures…),
• d’étudier de nouvelles fonctionnalités en vue d’applications potentielles dans l’électronique
(mémoires ferroélectriques, filtres acoustiques, électronique de spin...), l’énergie (récupération
d’énergie mécanique, stockage électrique, photovoltaïque…), le pétrole (capteurs-actionneurs
dans les puits de pétrole) ou encore le vivant via des prothèses biomécaniques,
• de mieux comprendre les mécanismes microscopiques (couplage électromécanique,
magnétoélectrique, photoélectrique…) mis en jeu dans ces fonctionnalités afin d’optimiser les
propriétés et d’en prédire le comportement.
Cette recherche s’appuie sur des méthodes et outils à la pointe de la technologie, depuis la
fabrication et la nanostructuration des matériaux jusqu'à leur modélisation en passant par une
large gamme de techniques de caractérisation.
3- Axe 3 : Structures, électroniques, Modélisations et simulations
L’objectif scientifique de cet axe est le développement de méthodes innovantes aussi bien dans le
domaine de la théorie que de l’expérience. Les thèmes de choix des recherches théoriques
concerne le développement de nouvelles fonctionnelles dans le cadre de la théorie de la
fonctionnelle de la densité (DFT) et la prise en compte des effets quantiques en dynamique
moléculaire. Du point de vue expérimental, on peut mentionner la nucléation induite par laser
(NPLIN), sans oublier les méthodes développées pour l’analyse conjointe de données
expérimentales provenant d’expériences de nature différente. Il s’agit d’une opération mixte
(Centrale Paris, Faculté de Pharmacie de Paris-Sud) : pour cette raison, l’étude des interactions
cibles biologiques – principes actifs a toujours occupé une place importante. Néanmoins, d’autres
systèmes ont été considérés : mentionnons, par exemple, les matériaux thermoélectriques, les
oxydes (éventuellement sous pression) ou encore les surfaces
Cette réorganisation en 3 axes permettra de répondre à plusieurs demandes de l'AERES lors de la
dernière évaluation (en particulier celle concernant le regroupement demandé entre OS1 et OS4),
d'assurer une meilleure visibilité de nos activités, de ré-équilibrer les différentes activités au sein
d'ensembles de taille comparable. Cette réorganisation est déjà une réalité puisque plusieurs
séminaires/réunions ont été organisés au sein de ces axes. Notons également que des séminaires
inter-axes ont également eu lieu facilitant la perméabilité entre axes.
Enfin, en parallèle du conseil scientifique déjà existant et dont le rôle est circonscrit aux enjeux
scientifiques/stratégiques (appartenance Labex/Dpts/schools ; achats mi-lourds ; choix des candidats
de thèse...), nous souhaitons mettre en place un conseil technique. Ce conseil sera essentiellement
constitué d'ITA et aura pour but de structurer la circulation des informations techniques (mini-cours),
103
de coordonner les demandes/achats autour de mêmes besoins (température, gaz, … ), d'assurer des
formation en interne, d’organiser la mobilisation de compétences autour d’un projet demandé par un
chercheur, de faire remonter les infos/demandes/“soucis” des ITAs (tant que ceux-ci concernent
plusieurs personnes).
104
Orientations scientifiques de chaque axe
Dans cette partie, les responsables d'axe ont défini en accord avec la direction du laboratoire et les
enseignants-chercheurs participant, les orientations scientifiques pour les prochaines années. Ces
orientations souhaitent comme indiqué dans les objectifs renforcer et réaffirmer nos points forts.
1- Axe 1 : Matériaux fonctionnels pour l'énergie :
Cet axe est composé de 2 grandes thématiques : l'une constituant le LRC CARMEN autour des
matériaux pour le nucléaire, l'autre autour des matériaux pour les technologies de l'hydrogène.
1.1. Thème 1 : Matériaux pour le nucléaire
 Céramiques denses soumises à l’irradiation
Le LRC CARMEN envisage une action dans le domaine du comportement des céramiques
sous irradiation, afin de structurer et développer les outils permettant d'optimiser les
matériaux céramiques susceptibles d'être employés dans les réacteurs nucléaires de
nouvelle conception, prévus pour fonctionner à haute température.
Nos résultats actuels montrent bien l'importance de la microstructure et de la nanochimie
des matériaux sur leurs propriétés, et, par conséquent le rôle important des conditions
opératoires mises en œuvre pour les élaborer, mais aussi celui des conditions d'usage, au
cours desquelles ces deux paramètres peuvent fortement évoluer. Dans tous les cas, les
gradients de potentiels thermodynamiques (gradients de température, de potentiel
électrique, de contrainte, de potentiel chimique, ...) sont à l'origine de cette évolution.
Aussi est-il important d'étudier quantitativement leur influence sur le comportement des
matériaux nanostructurés.
De façon très pragmatique, pour ce qui concerne les matériaux de structure, il est
indispensable de découvrir les mécanismes clefs en mesure de rendre ces matériaux
résistants à la dégradation dans des conditions extrêmes de radiation, température,
contrainte et environnement chimique. Notre objectif consiste à développer des méthodes
d'analyse basées sur l'analyse des données de diffraction capables de qualifier et quantifier
les interactions des interfaces avec les défauts produits par l'irradiation pour établir leur
effet sur les propriétés des matériaux. Dans ce contexte, l'émergence de nouveaux
concepts dans le design de matériaux nanostructurés et multicouches, s'appuyant sur les
techniques propres aux nanosciences et à la capacité de l'irradiation à contrôler les
interfaces produites, est un point clef pour mettre au point des nouveaux matériaux à très
haute performance. En effet, plusieurs faits expérimentaux montrent que le contrôle des
nanostructures, des défauts complexes et des dopages peuvent créer des puits pour les
défauts induits par l'irradiation et contribuer à la mise au point de matériaux extrêmement
résistants à l'irradiation. La compréhension des mécanismes physico chimiques
responsables de cette « résistance accrue » est un problème scientifique très vaste mais
indispensable pour résoudre les challenges techniques liés au design et à la fabrication de
matériaux massifs nanostructurés avec les techniques développées pour manipuler les
matériaux à l'échelle nanométrique.
 Céramiques mésoporeuses
Le développement de nouvelles formes de stockage de radionucléides par des processus à
l'échelle nanométrique (comme les matériaux mésoporeux, les nanocomposites et/ou les
agrégats multiphasiques), en alternative à la substitution atomique dans les matrices
105
céramiques actuellement étudiées, nécessite connaissance une plus profonde des
structures et du comportement des matériaux hôtes des actinides et des produits de fission
à l'échelle nanométrique. Un point clef pour appréhender ces comportements repose sur la
mise au point de méthodes capables de corréler et élargir nos connaissances des
phénomènes aux interfaces aux propriétés des échelles mésoscopiques et macroscopiques
pertinentes aux applications. Par exemple, des nouvelles possibilités émergent des
nanosciences et permettent d'envisager des éléments de combustibles nanostructurés
permettant de séparer sélectivement les produits de fission des actinides. Dans ce
contexte, le contrôle des interfaces est primordial. Les nano pores devraient êtres
construits avec des propriétés physiques et chimiques spécifiques de manière à piéger de
façon sélective les éléments ciblés pour minimiser la nécessité de traitements ultérieurs.
Au cours des vingt dernières années, les progrès de la chimie des matériaux ont été très
importants. Les matrices actuelles sont très résistantes à l'irradiation, mais les types de
radionucléides qui peuvent y être incorporés et immobilisés sont souvent très limités et
leur synthèse nécessite de très hautes températures incompatibles avec des radionucléides
volatiles. En particulier, le développement des matériaux nanostructurés composites et des
matériaux mésoporeux permet un très large éventail de possibilités pour encapsuler les
déchets nucléaires. L'emploi de ces matériaux pour immobiliser les radionucléides est très
attrayant puisque ces matériaux peuvent incorporer un très large éventail d'espèces
chimiques au sein de leur porosité. Ces matériaux mésoporeux offrent des solutions très
intéressantes par rapport aux approches conventionnelles qui font appel à l'incorporation
de radionucléides sur des sites cristallographiques particuliers au sein de la matrice
céramique. Toutefois, l'évolution des interfaces de ces matériaux sous irradiation reste
encore largement incomprise.
Cette action fédère différentes équipes de l’ICSM (UMR 5257) et de LCMC (UMR 7574).
 L'irradiation des matériaux (partenariat avec les plateformes d'irradiation Jannus à Saclay
et IRRSUD du CIMAP)
Les accélérateurs d'ions, tel JANNUS (plateforme expérimentale CEA-CNRS) et IRRSUD
(plateforme CEA-CNRS du GANIL) apparaissent comme un outil puissant pour irradier les
matériaux et donc en modifier leurs interfaces de manière contrôlée. Pour mieux contrôler
les modifications des interfaces induites par des particules incidentes, il est nécessaire à la
fois de comparer l'impact de diverses irradiations (neutrons, électrons et ions) sur ces
matériaux et de mieux décrire la répartition spatiale des dommages. Afin de mieux cerner
ces mécanismes élémentaires, nous envisageons de réaliser des expériences analytiques
faisant varier d'une manière précise les paramètres de contrôle (choix des particules,
énergie, flux et température lors de l'irradiation). Ces études analytiques, alliant des
variations importantes des valeurs des paramètres de contrôle associées à des mesures
précises de la structure cristalline des solides sur une grande échelle doivent permettre de
mieux comprendre la chimie et la physique associées aux modifications des interfaces
nanostructurées induites par l'irradiation.
 La caractérisation des matériaux sur grands instruments (SOLEIL, ESRF et ILL)
L'équipe CARMEN a mis au point l'analyse, par la technique de diffraction en incidence
rasante des échantillons irradiés par des ions. L'analyse Rietveld des diagrammes nous
permet de réaliser de nombreuses études qui montrent clairement une perte progressive
de l'ordre à longue distance aboutissant à la nanostructuration des matériaux sous
irradiation. Toutefois, l'analyse Rietveld ne permet d'accéder qu'à une information
moyenne mais elle ne peut décrire précisément les zones fortement perturbées par les
cascades de déplacement et, en particulier, la nature des interfaces produites sous
irradiation. La microscopie électronique, quant à elle, est certainement capable d'identifier
les caractéristiques de ces interfaces, mais elle devient pratiquement inutile si le nombre
de ces interfaces devient trop important, comme c'est souvent le cas dans les matériaux
irradiés.
106
Par analogie avec les travaux réalisés en diffraction sur les amorphes, il nous semble que
des techniques basées sur l'approche du total scattering (mesure de la PDF) présentent un
avantage substantiel par rapport à la microscopie électronique car elles permettent
d'obtenir une information précise sur les positions atomiques sur des volumes dont la taille
est analogue à celle des cascades de déplacement (et notamment sur les interfaces). Dans
ce contexte, nous aimerions explorer les potentialités de cette méthode. L'origine de cette
technique se trouve dans l'étude des matériaux amorphes (liquides ou verres) et elle
constitue donc un moyen pour étudier quantitativement les structures des phases irradiées
en prenant en compte le caractère inhomogène dû aux interfaces dans les matériaux
irradiés. Bien que conceptuellement simple, la technique de la PDF nécessite l'acquisition
de données de haute qualité statistique (sur synchrotron ou avec des sources de neutrons)
car il faut mesurer une portion très conséquente de l'espace réciproque.
1.2. Thème 2 : Matériaux et technologies de l’hydrogène
 Formulation de nouveaux matériaux
Nous souhaitons continuer notre activité autour du développement de nouvelles
formulations de matériaux pour les technologies de l’hydrogène. Plusieurs pistes de travail
seront explorées parmi lesquelles :
le développement de conducteurs protoniques fonctionnant à haute pression partielle
d’eau: En effet, si les meilleurs conducteurs protoniques actuels fonctionnent autour de
pH2O = 1 atm, il serait souhaitable pour les applications de pouvoir travailler jusqu’à des
pressions de l’ordre de 10 bars. Dans ce cas, plusieurs matériaux jusqu’alors délaissés
redeviennent intéressants car cette forte pression d’eau permet d’assurer une conduction
protonique à plus haute température et d’utiliser des matériaux aux meilleures propriétés
mécaniques (comme ceux les niobates ou titanates par exemple).
Le développement de nouveaux matériaux de cathode : Nous avons développé au
cours des dernières années des compétences pointues dans la caractérisation des
propriétés de diffusion et d’échange d’oxygène de matériaux conducteurs mixtes. Il s’agira
d’approfondir cette approche en l’appliquant à de nouveaux matériaux d’électrodes. Nous
nous sommes récemment intéressés aux cobaltites (REBaCo2O5+x, Ca3Co4O9, LaSrCoO4) et
avons montré qu’un choix pertinent de substitutions permettait d’optimiser les propriétés
du matériau (conduction électronique et ionique, propriétés mécaniques) pour
l’application comme électrode. Nous pensons continuer dans cette voie en proposant de
nouvelles compositions.
Le développement de matériaux pour la photocatalyse de l’eau basés sur des
matériaux ferroélectriques : cette activité s’inscrit dans la continuation du projet Surffer
pour lequel nous avons regardé le couplage entre la nature polaire d’une surface et sa
réactivité chimique. Compte-tenu de nos travaux sur BaTiO3 sous forme nanométrique
montrant une activité faible, il semble plus pertinent de s’orienter vers des matériaux
présentant un gap plus faible. Il pourra s’agir de matériaux à faible gap tels que BiFeO3 ou
de matériaux pour lesquels la création de défauts ponctuels (en particulier VO..) induit une
diminution de ce gap.
 Modélisation des matériaux pour l'énergie
Les acteurs de la modélisation qui s'intéressent aux problématiques de conduction ionique
(H+, O2-) dans les oxydes restent peu nombreux. De par notre connaissance de ces
problématiques et nos compétences acquises récemment sur de nouvelles méthodes de
modélisation, nous pensons pouvoir jouer un rôle important dans la communauté
107
scientifique française sur ces sujets. Nous croyons donc que notre singularité et de ce fait
notre attractivité se jouera précisément dans le domaine de la modélisation des matériaux
pour piles à combustible ou électrolyse.
Au cours des prochaines années, nous souhaitons travailler sur le développement de
potentiels classiques obtenus à partir de données DFT. C'est une activité en plein essor. Il
s'agit de proposer des potentiels d’interactions interatomiques analytiques qui conservent
une précision proche de celle des calculs DFT (puisque ceux-ci sont paramétrés sur ces
mêmes calculs) tout en permettant le traitement de systèmes avec plusieurs milliers voire
millions d'atomes. Nos premiers résultats montrent que le développement conjoint des
méthodes de type DFT et des outils d’optimisation des potentiels permettent d’espérer de
grandes avancées dans le traitement multi-échelle des conducteurs ioniques au cours des
prochaines années. Ces avancées devraient permettre ainsi de traiter la diffusion des ions
(O2-, H+) au sein de nanoparticules, de polycristaux (le caractère bloquant des joints de
grains reste un problème du point de vue de l’application) voie d’une pile complète pour
peu que des potentiels dits réactifs soient employés.
Pour ces modélisations, nous avons mis en place plusieurs collaborations extrêmement
fructueuses, avec Grégory Geneste (DEA/DAM) sur la diffusion du proton au sein de
conducteurs protoniques à partir de calculs DFT, avec Mathieu Salanne (UPMC) sur le
développement de nouveaux modèles d’ions polarisables ou avec le professeur Julian Gale
(université de Perth, Australie) sur l’emploi de la méthode de EVB pour le traitement
classique du proton.
Nous pensons que cette orientation scientifique vers la modélisation multi-échelle des
matériaux conducteurs ioniques devrait nous positionner comme un partenaire de choix au
sein de la communauté.
2- Axe 2 : Ferroïques avancés :
Le fil directeur de l’axe a toujours été et sera de nouveau la grandeur « polarisation électrique ».
Notre objectif consiste à regarder expérimentalement comme théoriquement comment cette
polarisation :
- se comporte en fonction de sollicitations externes (qui peuvent être simultanées) comme la
température, le champ électrique, la pression, les contraintes épitaxiales, les effets de surface ou
plus récemment les effets d’une excitation lumineuse
- s’organise avec l’ordre et le désordre chimique, avec les effets de tailles, les effets de champ
dépolarisant, la proximité de paroi de domaines ou la présence de défauts
- se couple avec d’autre grandeur comme l’élasticité mécanique, l’aimantation magnétique dans les
multiferroiques ou le champ électromagnétique dans les photo-ferroélectriques.
Ces dernières années, nous avons fait un effort tout particulier de recherche car les
ferroélectriques sont de plus en plus considérés dans des communautés de plus en plus variées
(spintronique, supraconduteurs,…) ce qui pose des questions nouvelles sur les effets
piézoélectriques, de charges ou de barrière tunnel des ferroélectriques. Ces problématiques
concernent beaucoup des acteurs du plateau de Saclay et comme nous sommes sur la région Ilede-France un des acteurs majeurs ayant des compétences et savoir-faire sur les ferroélectriques,
108
nous avons été très sollicités. Cette forte activité et ce dynamisme local ne fait que s’accroitre
surtout depuis qu’il a été démontré des propriétés remarquables de photovoltaïcité, de
photostriction ou de photocatalyse dans les ferroélectriques. De tous nouveaux pans de recherches
s’ouvrent donc à nous et nécessitent des besoins supplémentaires. Par ailleurs, nous sommes aussi
moteurs (porteur de projet) dans la structuration future de l’Université Paris-Saclay au travers de
l’Institut des Oxydes électroniques qui rassemble plus de 100 chercheurs et enseignantschercheurs du plateau de Saclay. Dans cet institut, les ferroélectriques joueront un rôle clé !
Jusque là, notre démarche scientifique nous a déjà permis de mieux comprendre un certain
nombre de mécanismes microscopiques et de mettre en évidence de nouveaux phénomènes dans
les ferroélectriques classiques, les relaxeurs et piézoélectriques à réponse géante, les
paraélectriques quantiques ou plus récemment les multiferroïques intrinsèques ou hybrides. Bien
qu’à caractère académique avec de fortes collaborations nationales comme internationales de haut
niveau, notre recherche s’inscrit aussi dans une démarche d’ouverture vers des partenaires
industriels. Nous avons notamment récemment initié une collaboration avec la compagnie
Schlumberger (avec une bourse de thèse CIFRE) qui nous espérons va servir de germe pour la
création d’une chaire incluant les matériaux piézoélectriques.
Dans ce contexte, les futures activités de l’axe vont bien évidemment se baser sur notre riche
acquis de savoir-faire et de compétences, nos fortes et fructueuses collaborations en particulier
avec des laboratoires du plateau de Saclay (ce qui sera de bonne augure pour notre future
implantation sur le plateau), et sur nos relations privilégiées avec certains partenaires industriels,
mais aussi et surtout sur les résultats scientifiques déjà obtenus.
Notre objectif est donc de poursuivre et développer les thèmes actuels de recherche tout en
étendant notre approche à l’étude de nouvelles propriétés basées utilisant la polarisation telles
que les effets photo-induits ou les effets électro-caloriques. Notre activité sera donc organisée
autour de 3 thèmes.
2.1. Thème 1. Design de ferroïques :
Nous développerons le design de matériaux multiferroïques nanocomposites avec une
connectivité contrôlée, soit pour découvrir de nouveaux phénomènes à l’interface entre les
constituants, soit pour améliorer ou induire des couplages entre ces constituants. Nous
souhaitons également explorer l’effet du désordre ou de l’ordre local dans les propriétés de
relaxeurs ou de matériaux à piézoélectricité géante de manière à augmenter les performances
de ces composés, et enfin nous souhaitons faire croitre de nouveaux nano-objets ou hétérostructures pour explorer et mieux comprendre l’effet de réduction de taille ou d’interfaces.
Approche: Pour atteindre ces objectifs nous ferons un effort tout particulier sur le
développement de nouveaux outils numériques basés sur l’hamiltonien effectif et sur la mise
en place de nouvelles voies d’élaboration ou de nanostructuration.
2.2. Thème 2. Multiferroïques :
Au sein de ce thème, nous souhaitons explorer le couplage entre les propriétés d’élasticité, de
polarisation et d’aimantation pour aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes
associés à la multiferroïcité et en particulier aux propriétés magnétoélectriques. Nous
étudierons également de nouveaux multiferroïques, en particulier ceux basés sur des
matériaux antiferroélectriques plutôt que ferroélectriques. Nous pensons que ce type de
109
systèmes pourrait recéler une multitude de phénomènes et effets nouveaux. Finalement, nous
développerons notre connaissance des multiferroïques hybrides où la propriété recherchée
est contrôlée par le jeu des contraintes.
Approche: Ces objectifs seront réalisés via un contrôle actif des états de contraintes (par
exemple à l’aide de substrats piézoélectriques) et grâce à une attention toute particulière
portée aux multiferroïques à base d’antiferroélectriques, pour lesquels nous pourrions être
pionniers dans le domaine.
2.3. Thème 3. FerroEnergie :
Dans ce thème, nous souhaitons continuer et étendre notre expertise des matériaux
piézoélectriques (avec ou sans Plomb) et élargir notre savoir sur les propriétés issues de la
structuration type « core-shell » pour notamment des applications en tant que supercondensateurs. Par ailleurs, nous souhaitons lancer et à terme assoir de nouvelles activités sur
les électrocaloriques (incluant les antiferroélectriques, les polymères ferroélectriques, …) et
sur les effets de la lumière sur les ferroélectriques et les multiferroiques avec un rgard
particulier aux propriétés telles que la photostriction, la photovoltaïcité ou la photocatalyse.
Approche : Ce thème est très ambitieux et demande de nouveaux outils de caractérisation tels
que la spectroscopie locale UV-visible ou des mesures électrocaloriques que nous tâcheront
de développer. Nous étudierons plus précisément le rôle des parois de domaines, des
interfaces et des défauts ponctuels tels que les lacunes d’oxygène.
3- Axe 3 : Structures électroniques, Modélisations et simulations :
3.1. Thème 1. Modélisation quantique :
 Perspectives en DFT
Les recherches que nous avons menées dans le domaine de la théorie de la fonctionnelle
de la densité (DFT) nous ont permis de développer plusieurs fonctionnelles qui se sont
avérées très compétitives par rapport aux autres fonctionnelles du même type déjà
existant en littérature : TCA, RevTCA et GRAC-RevTCA dans le domaine des fonctionnelles
de type GGA (generalized-gradient approximation) ; PBE0-1/3 parmi les hybrides globales ;
LC-TCA0, une fonctionnelle hybride globale avec séparation de portée. Toutes ces
fonctionnelles ont été testées en utilisant des benchmarks standard de la chimie
quantique. Ces recherches pourront être poursuivies selon plusieurs directions :
a) Mis à part un premier travail dans lequel étaient reportés des résultats pour des solides
très simples obtenus en utilisant le programme GAUSSIAN, le domaine des tests et des
applications à la physique des solides est encore vierge. Les fonctionnelles de type GGA
ont été implémentées dans la libxc, une librairie de fonctionnelles d’échange et corrélation
accessible à des nombreux programmes de calcul de la structure électronique, parmi
lesquels on trouve ABINIT. La vérification de l’implémentation est actuellement en cours.
De même, l’implémentation dans ABINIT des fonctionnelles hybrides est en cours
(notamment l’optimisation du programme, des premiers calculs sur des simples systèmes
test ayant déjà été effectués). Une fois ces vérifications effectuées, on pourra envisager des
nombreuses applications dans le domaine de la physique des solides.
110
b) La fonctionnelle PBE0-1/3 est la première qui a été construite sur la base d’un article (P.
Cortona, J. Chem. Phys. 136, 086101 (2012)) dans lequel il a été montré qu’on peut donner
une justification théorique de plusieurs coefficients de mélange pour des hybrides globales,
1/3 étant précisément un de ces coefficients. D’ores et déjà il est clair qu’en construisant la
fonctionnelle TCA0-1/3 on obtiendrait des résultats de très bonne qualité et des résultats
préliminaires montrent qu’il en est de même pour une hybride fondée sur GRAC-RevTCA en
utilisant 0.2, un autre coefficient théorique. La construction, le test et la comparaison des
performances d’hybrides fondées sur des fonctionnelles GGA différentes et en utilisant les
coefficients de mélange théoriques est une piste qui mérite certainement d’être suivie.
c) Les bons résultats obtenus par des fonctionnelles telles que TCA ou PBE0-1/3 lors des
tests menés sur des systèmes présentant des liaisons hydrogène font espérer des
applications en biophysique ou à des systèmes d’intérêt pharmacologique. Des applications
à de tels systèmes ont démarré en collaboration avec le prof. Art Cho (Université de Corée),
un expert de ces domaines.
d) L’étude des états excités de systèmes moléculaires par la TD-DFT (time-dependent DFT),
notamment dans le cas de transitions caractérisées par un transfert de charge, nous a
amenés à introduire un indicateur permettant d’une part de caractériser la transition
(excitation de type « valence » ou « charge transfert »), d’autre part d’avoir a priori une
information à propos de la confiance que l’on peut faire à une fonctionnelle donnée lors de
l’évaluation des énergies de transition. La généralisation de cet indicateur afin d’inclure les
excitations de type « Rydberg » est en cours. En outre, il semble y avoir une corrélation
importante entre les valeurs prises par l’indicateur et le paramètre qui détermine la portée
de l’interaction dans les hybrides à séparation de portée. Cette corrélation sera analysée
en détail afin d’obtenir des hybrides à séparation de portée sans paramètres ajustés.
 Affinement joints d’un modèle quantique
Notre but ultime est la construction d'une méthode robuste et du programme de calcul
relatif qui permettent la reconstruction de la matrice densité réduite à un électron (1RDM). A présent, il n'y a aucune expérience qui, sans d'autres apports, puisse fournir les
informations suffisantes à une reconstruction fiable de la 1-RDM. Nous sommes cependant
convaincus que cela peut se faire au moyen d'une combinaison adéquate d'expériences
dans l'espace des positions et des impulsions.
Les résultats que nous avons obtenus dans le passé montrent que ce but est à la fois
réaliste (comme il a été montré sur des systèmes simples aussi bien par nous que par
d'autres groupes) et utile. La 1-RDM est la seule quantité nécessaire au calcul des valeurs
de n'importe quelle observable électronique, comme, par exemple, l'énergie cinétique et
l'énergie d'interaction électrons-noyau. Dans le cas de l'énergie totale, le théorème du
viriel peut fournir la partie manquante.
111
Figure. Densités d'électrons Spin up (rouge) et down (blue) obtenues par affinement conjoint du
model "spin-slit" de pseudo-atomes (droite). Les densités sont représentées dans le plan Cu-N1O1. a) spin up (red); b) spin down (blue); contours 0.01 x 2n (n=0,12)
Par conséquent, il est essentiel de construire une méthode robuste permettant de prendre
en compte simultanément les résultats d'une grande variété d'expériences. A ce jour, des
modèles existent seulement pour des données obtenues dans l'espace des positions ou des
impulsions séparemment. Ils ont été utilisés dans de nombreux cas: les modèle de HansenCoppens pour la reconstruction de densité d'électrons dans l'espace des positions, le
modèle de Sakai,Hansen, Reiter, Gillet, Kontrym-Snadz pour la distribution dans l'espace
des impulsions.
Figure. Différence de densité d'impulsion électronique reconstruite à partir des données
expérimentales pour La2-xSrxCuO4 avec deux différentes concentrations de vacances. (a) Sous-dopé:
pas de dopage (x=0.0) moins dopage optimal (x=0.15). (Sur-dopé: dopage optique (x=0.15) moins
fort sur-dopage (x=0.30) Le carré blanc représente la première zone de Brillouin. a.u. = unités
atomiques.
La matrice densité n'est pas nécessairement la quantité la mieux adaptée à l'analyse des
résultats d'expérience dans l'espace des positions et des impulsions. Nous sommes en
train d'explorer des modèles similaires pour les fonctions de Wigner ou de Moyal.
Une fois qu'un tel modèle sera construit et testé sur des données obtenus par diffraction X
haute résolution et par diffusion Compton, nous avons le projet de l'étendre afin d'inclure
112
des données de diffusion de neutrons polarisés, de diffraction d'électron par la technique
de la "convergent beam electron diffraction" e-γ -e anihilation de positrons et même
inclure spectre RMN et XANES.
3.2. Thème 2. Simulations atomiques :
La technique QTB-MD que nous avons mis au point est une approche approximative des
phénomènes quantiques qui permet d’obtenir des résultats très satisfaisants et de diminuer
par au moins deux ordres de grandeur le temps de calcul par rapport à la méthode bien
connue, la PIMD qui est basée sur le formalisme des intégrales de chemin de Feynman. Nous
travaillons actuellement pour étendre le champ d'application de la méthode QTB pour les
systèmes ayant un potentiel interatomique fortement anharmonique afin d'étudier le
désordre en position de l'atome d'hydrogène (liaison hydrogène) ou la diffusion des protons
dans les matériaux pour piles à combustible, par exemple.
Nous envisageons de continuer l’étude des propriétés de matériaux oxydes de tailles
nanométrique. L’objectif est l’étude des effets de taille sur les propriétés diélectriques et
optiques de NPs d’oxydes en fonction de la température et de la fréquence. En particulier, les
propriétés diélectriques pilotent d’une part l’échauffement par l’absorption d’un rayonnement
et d’autre part l’interaction de van der Waals entre NPs et entre une NP et une surface. Le but
est de mettre en évidence (i) des comportements et des effets génériques pouvant varier
selon la taille et la symétrie des NPs, (ii) et un effet d’atténuation ou d’exaltation des
propriétés diélectriques, d’absorption IR.
3.3. Thème 3. Cristallisation et diffraction haute résolution : applications aux molécules actives :
Le thème « Cristallisation et diffraction haute résolution : applications aux molécules
actives » est concentré sur l’étude du polymorphisme dans les composés organiques. D’un
côté, nous avons implémenté une nouvelle méthode de Nucléation induite par laser nonphotochimique, qui permet la cristallisation choisie de différents polymorphes. D’un autre
côté, nous avons développé une approche fondamentale pour l’étude du polymorphisme, qui
combine la diffraction haute-résolution et les calculs ab initio ((X.Shi, doctorant, nov 2012 –
oct 2015). Cette approche mixte permet d’étudier les conséquences du polymorphisme sur les
propriétés physiques et chimiques des molécules, en particulier celles concernant l’application
pharmaceutique. Cette partie expérimentale est complètement opérationnelle, avec en
particulier l’acquisition à SPMS d’un nouveau diffractomètre 4-cercles.
 L’évolution de cette thématique s’opèrera via plusieurs interactions et collaborations :
- Collaboration avec Dr. Robert Pansu à l’Ecole Normale Supérieure de Cachan, qui consiste
à adapter l’appareil NPLIN pour une mesure in situ de la cristallisation par fluorescence. Cet
outil devrait permettre d’analyser des solutions super-saturées avant et après l’exposition
laser. L’intensité et la polarisation du laser sont en effet susceptibles d’influencer
l’aggrégation des molécules (menant ensuite à la cristallisation) et l’existence et la forme
de ces aggrégats affectent l’anisotropie et la durée de vie en fluorescence. Ce travail
devrait aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à NPLIN et
permettre un meilleur contrôle du polymorphisme et de la taille des nanoparticules. (these
de W. Li, 2013 – 2016 ; Projet ECP-IDA 2013)
- Collaboration avec Y. Chalopin du laboratoire EM2C de l’ECP pour la simulation des
phénomènes NPLIN : 1. simulation par dynamique moléculaire (classique ou DFT) en
113
solution et sous champ de la cristallisation ou de l’orientation des molécules, 2. calcul de
l’énergie de cohésion des clusters par calculs ab initio.
- Dans un futur proche, nous allons également commencer une collaboration avec Prof. S.
Price de l’ University College of London autour de la prédiction théorique des structures
cristallines.
Outre ces études dédiées à la compréhension du mécanisme de NPLIN et du
polymorphisme dans les matériaux organiques, nous allons développer notre savoir faire
autour de la haute résolution pour répondre à des problématiques avancées en chimie
organique :
- Continuation de notre étude sur les polyoxovanadates (collaboration P. Yongge Wei, Univ
Tsinghua, Beijing, China, et D. Krstic, Faculty of medecine, Belgrade Serbia) avec le
doctorant X. Xu (nov 2011 – oct 2014)
- nouvelle collaboration avec Dr. D. Prim (UVSQ) et J. Farjon (ICMO, U-Psud) sur l’étude par
haute resolution et calculs ab initio couplée avec des mesures RMN de matériaux
catalytiques (projet Labex CHARMMMAT).
114
Stratégie de communication
Une réflexion est actuellement en cours destinée à augmenter la visibilité et l'impact des travaux
réalisés au laboratoire. Cette réflexion est mue par le constat que les outils de communication actuels
sont un élément clef pour renforcer cet impact.
Cette stratégie de communication s'appuie d'une part sur la refonte du site web du laboratoire. Cette
refonte s'opère sur la base d'une trame fournie par l'ECP destinée à homogénéiser les espaces des
laboratoires de l'Ecole. La nouvelle page du laboratoire permettra :
 une communication renouvelée et modernisée du laboratoire,
 un accès facilité aux travaux du laboratoire via l'actualisation continue des articles publiés,
 une identification homogénéisée et précise des compétences et sujets de recherche de chacun (en
particulier des non permanents pour lesquels un affichage professionnel de leur activité revêt une
grande importance),
 un accès facilité aux entreprises désireuses de découvrir et d'employer les compétences du
laboratoire.
D'un autre côté, nous croyons que les outils actuels nous permettent d'aller au delà de l'usage usuel
de la page web. Les pistes de réflexion actuelles concernent la création de liens RSS "SPMS" pour avoir
une information automatique des références des travaux du laboratoire, l'envoi sur liste de diffusion
des articles de SPMS sous forme dématérialisée, la création d'une page SPMS sur les réseaux sociaux
dédiés à la recherche (Academia, researchgate, ...).
115
Stratégie de développement vers l'entreprise
Nous avons souhaité réaffirmer une identité clairement tournée vers les aspects fondamentaux de la
science des matériaux. Cependant, nous savons également que les thématiques sur lesquelles nous
travaillons (énergie, électronique, santé) s'inscrivent de plein dans les enjeux du 21ième siècle.
Aussi, au regard de l'évolution de la recherche (et de ses financements) et du potentiel du laboratoire
en termes de compétences techniques et connaissance scientifiques, nous considérons important de
développer les échanges entre le laboratoire et le monde industriel. Cela passe par le développement
d'accords ponctuels bi-latéraux entre le laboratoire et des partenaires industriels ciblés mais aussi par
la mise en place d'outils facilitant cette ouverture.
Parmi les actions à entreprendre au cours des prochaines années:
 Consolider les échanges avec la start-up NanoE en signant un accord de collaboration avec cette
entreprise et en facilitant l'accès d'un ingénieur de NanoE au sein du laboratoire.
 Créer un espace pour Schlumberger au sein du laboratoire avec pour objectif de développer des
projets innovants communs. L'idée est d'aller vers des projets exploratoires non réalisables par
Schlumberger sur leur site. Ainsi, Schlumberger par Martin Luling y voit "la possibilité de
développer une gamme d'activités plus importantes et plus variées autour de nos projets
d'innovation avec leurs budgets propres". Cet espace sera accessible en libre accès à plusieurs
ingénieurs identifiés de Schlumberger et permettra la mise à disposition d'outils de tests
électroniques pointus et de l'expertise des chercheurs. Le fonctionnement sera décliné en projets,
impliquant idéalement des élèves de l'école. Le cadre formel d’une telle collaboration n’est pas
encore défini ; il est probable qu’il s’agisse in fine dune chaire industrielle.
 Créer une plateforme de caractérisation tournée vers les entreprises incluant le Centre de
diffraction et le pôle de mesures électriques. La mise en place d’une telle plateforme suppose un
travail d’évaluation des coûts, tarification des services, page web, .... Cette plateforme une fois
mise en place sera accessible par la page web du laboratoire et devrait permettre d'assurer une
source de financement intéressante pour la maintenance de nos appareils. Elle permettra aussi
d'initier des collaborations, à même de déboucher ensuite sur des contrats industriels ou des
projets ANR/européens
116
Ressources Humaines
Nos priorités sont en termes de ressources humaines supplémentaires :
 L'embauche d'un maitre de conférences sur une thématique proche de l’axe 1 "Matériaux
fonctionnels pour l'énergie". Cet enseignant-chercheur aura pour rôle l'étude des propriétés de
transport d'oxydes fonctionnels à haute température (conduction électronique, conduction
ionique, diffusion, ...), ce pour les applications énergétiques (matériaux pour le nucléaire,
matériaux pour piles à combustible)
 L'embauche d'un maitre de conférences en modélisation. L'enseignant-chercheur viendra renforcer
l'axe 3 à forte composante en modélisation. Sa venue permettra d'amener du sang neuf sur cet
axe. Son profil de recherche sera centré autour des développements méthodologiques multiéchelles depuis la modélisation Ab Initio à l’échelle atomique jusqu'aux systèmes de plusieurs
centaines de nanomètres.
 L'embauche d'un AI (via l'ECP) pour le centre de diffraction. Le centre de diffraction, au coeur de
notre activité, implique actuellement un Ingénieur de Recherche ECP et un technicien en CDD. La
pérennisation de ce technicien sur un poste permanent permettra d'assurer une meilleure
maintenance et de renforcer la compétitivité de nos équipements de diffraction, ceux-ci étant
utilisés à 100% et à flux tendu.
 L'embauche d'un IE (via le CNRS) pour les nouvelles techniques d'imagerie de la matière. Plusieurs
appareillages de premier plan ont été acquis récemment par l'ECP ou le laboratoire SPMS, destinés
à l'imagerie à l'échelle nanométrique tels que le STEM, le PFM. L'embauche d'un IE sur cette
thématique permettra au laboratoire SPMS d'avoir un accès permanent à ces techniques de haute
technicité.
 L’embauche d’un chargé de recherche CNRS à moyen terme dont le profil sera à définir sur la base
des besoins du laboratoire et tenant compte des embauches e maîtres de conférences couronnées
de succès.
Notre politique de ressources humaines va évidemment bien au delà des "simples"
embauches puisque nos priorités concernent également




le passage de G. Dezanneau comme Directeur de Recherche
le passage de B. Dkhil comme professeur des universités (après le passage de son habilitation)
le passage d'A. Bénard comme AI sur concours interne
l'obtention de l'habilitation à diriger les recherches pour I. Cañero et P.-E. Janolin
117
PRODUCTION SCIENTIFIQUE
118
119
Liste des Laboratoires français co-auteurs de nos publications
CEA DEN DEC, St Paul-les-Durance, 13108
CEA Inst Liten DTNM L2CE, Grenoble, 38054
CEA Saclay, DSM IRAMIS SPAM, Gif-sur-Yvette, 91191
CEA, DAM, DIF, Arpajon, 91297
CEA, LETI, MINATEC, Grenoble, 38054
CEA/DEN/DANS/DMN/SRMP/CE Saclay, Gif-sur-Yvette, 91191
CEMES CNRS, UPR 8011, Toulouse, 31055
CEMHTI, CNRS UPR 3079, Orléans 2, 45071, Gif sur Yvette, 91191
CEN Saclay, CCEA DSM IRAMIS SPEC GMOB, Vitry, 94407
Centre d’études de chimie métallurgique, CNRS UPR 2801, Vitry, 94407
Centre des Matériaux Pierre Marie Fourt, UMR CNRS 7633, Mines ParisTech, Evry, 91003
CNRS, Institut des Sciences chimiques Seine Amont, Thiais, 94000
CNRS, Institut Neel, Grenoble 9, 38042
Collège de France, Lab Chimie Mat Condensee Paris, UMR UPMC CNRS 7574, Paris, 75005
CRISMAT, CNRS UMR 6508, ENSICAEN, Caen, 14050
CRM2, Cristallographie résonance magnétique et modélisation UMR CNRS 7036, Nancy Université, Faculté des
Sciences et Technologies, Institut J. Barriol, Vandoeuvre-lès-Nancy, 54506
DEN DEC SESC LLCC, CEA CADARACHE, ST Paul-les-Durance, 13108
DEN DMN SRMA LA2M MFE, CEA SACLAY, Gif-sur-Yvette, 91192
DSM/IRAMIS/SIS2M UMR 3299-CNRS/LRad, Sce interdisciplinaire système moléculaires & Matériaux, CEN Saclay,
Gif-sur-Yvette, 91192
ESRF, Grenoble, 38043
ESRF Beamline ID01, Grenoble
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble, 38043
Groupe de Physique des Matériaux, UMR CNRS 6634, Université de Rouen, St Etienne du Rouvray, 76801
IM2NP CNRS Université Aix-Marseille, Marseille, 13397
Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM) UMR 5253 CNRS-UM2-ENSCM-UM1, Equipe C2M, Université
Montpellier II, Montpellier, 34095
Institut de sciences analytiques, Lab.de Chimie Physique Théorique, Université Lyon1,UMR 5280 Villeurbanne,69
Institut des Molécules et matériaux du Mans UMR CNRS 6283, Université du Maine, Le Mans, 72084
Institut des nanosciences de Paris, UPMC, UMP CNRS 7588, Paris
Institut des sciences chimiques de Rennes, Equipe Chimie du Solide et du matériau, UMR 6226 CNRS
Institut Laue Langevin, Rennes, 35042
Institut Max Von Laue Paul Langevin, Grenoble, 38042
Institut Parisien de Chimie Moléculaire, Université Pierre et Marie Curie, UMR CNRS 7201 Paris, 75252,
Institut Pprime, UPR 3346 CNRS-Université de Poitiers-ENSMA, SP2MI, Futuroscope-Chasseneuil, 86962
Institut universitaire de France, Bld St Michel, Paris
Laboratoire Charles Fabry, Institut d’optique, Université Paris Sud, CNRS, Palaiseau, 91127
Laboratoire CRISMAT, Normandie Université, ENSICAEN, UMR 6508 CNRS, Caen, 14050
Lab. d’élaboration, Analyse chimique et ingénierie des matériaux (LEACIM), Université de La Rochelle 17042
Lab. d’électrochimie,Chimie des Interfaces& Modélisation pour l’Energie,UMR 7575,Chimie ParisTech,Paris
Laboratoire d’Energie moléculaire et macroscopique, Combustion (EM2C) UPR CNRS 288,Chatenay-Malaby, 92
Lab. de Cristallographie, Résonnance Magnétique et Modélisations, UMR CNRS 7036, Institut Jean Barriol,
Université de Nancy,54000
Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux, Ecole Centrale Paris, Chatenay-Malabry 92
Laboratoire de Physico-Chimie de l’Etat solide, ICMMO, CNRS UMR 8182, Université Paris sud XI, Orsay, 91405
Laboratoire de Physique de la matière condensée, Université de Picardie Jules Verne, Amiens, 80039
Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud,Orsay 91400
Lab.de Physique Pharmaceutique UMR CNRS 8612,Université Paris Sud 11 Fac.de Pharmacie,ChatenayMalabry,92
Laboratoire de réactivité et chimie des solides UPJV, Hellemmes-Lille, 59260
Laboratoire des matériaux et du génie physique, CNRS, Grenoble institute of technology, MINATEC, Grenoble, 3
Laboratoire L. Brillouin, CEA/CNRS UMR12, Gif-sur-Yvette, 91191
Laboratoire Nanocomposites et Matériaux multifonctionnels, Thales Research & Technology-France,Palaiseau,91
Laboratoire National des champs magnétiques intenses, CNRS-UJF-UPS- INSA 25, Grenoble, 38042
Laboratoire national des Champs magnétiques intenses, UPR CNRS 3228, Université J.Fournier, Grenoble, 38042
LEMTA UMR 7563 CNRS, Université de Loraine, Vandoeuvre les Nancy, 54506
Matériaux fonctionnels pour l’Energie, CEA, CNRS, CEA/DEN/DMN/SRMA, Gif-sur-Yvette, 91191
PPSM, UMR CNRS 8531, Institut d’Alembert (IFR121, FR 3242, Ecole Normale Supérieure de Cachan
SIMaP, St Martin d’Hères
SpLine (BM25) ESRF, Grenoble, 38
Swiss-Norwegian Beam Lines at ESRF, Grenoble, 38043
120
Synchrotron Soleil, St Aubin, Gif-sur-Yvette, 91192
Thales Underwater systems, Sophia Antinolis, 06905
Unité Mixte de Physique CNRS/Thalès (campus de l’Ecole Polythnique), Palaiseau, 91767
Université d’Evry-Val d’Essone, Evry, 91025
Université de Grenoble, Grenoble 9, 38042
Université de Lyon(IPNL), Villeurbanne, 69622
Université de Montpellier 2, Laboratoire Charles Coulomb UMR 5221, Montpellier, 34095
Université Grenoble 1, Lab Chimie et Biol Met, CNRS, CEA, Grenoble, 38054
Université Mixte de Physique CNRS/Thalès, Campus de Polytechnique, Palaiseau, 91767
Université Paris 11 – CNRS, UMR 8502, Phys Solides Lab, Orsay, 91405
Université Paris 11 – CNRS, UMR 8622, IEF, Orsay, 91405
Université Paris 11 – UMR CNRS IN2P3 8609, CSNSM, Orsay 91405
Liste des Laboratoires étrangers co-auteurs de nos publications
Conway Institute of Biomolecular and Biomedical Research, University College, Dublin, Irlande
Departemnt of Physics, Waseda University, Shinjuku-ku, Tokyo, Japon
Department of Chemistry, School of Science, University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, Japon
Department of physical science, Osaka prefecture University, Sakai, Japon
Department of physics, Okayama university, Okayama, Japon
Department of Physics, Waseda University Okubo, Shinjuku-hu, Tokyo, Japon
Faculty of Science, Yamagata University, Yamagata, Japon
Institute of multidisciplinary research for advance materials, Tohuku University, Sendai, Japon
Materials and structures laboratory, Tokyo institute of technolody, Yokohama, Japon
University of Tokyo, Deparment of Engineering, Bunkyo-ku, Tokyo, Japon
Faculty of physics, Vilnius university, Lithuanie
Laboratoire des Sciences des Matériaux (LSM) Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech,
Maroc
Institute of applied physics of the academy of sciences of Moldova, Akademicheskaya, Moldavie
Department of surface engineering and Materials characterization, AGH, Krakow, Pologne
Faculty of Energy and Fuels, AGH University of science and technology, Krakow, Pologne
Faculty of materials science and ceramics, Krakow, Pologne
Department of ceramics and glass engineering & CICECO, University of Aveiro, Portugal
Department of Mechanical engineering & TEMA, University of Aveiro, Portugal
Department of physics, Charles University, Prague, République Tcheque
Institut of Physics ASCR, République Tcheque
Institute of Physics, Academy of Sciences of the Szech Republic Na Slovance, République Tcheque
A.F. Loffe Physico-Technical Institute, Russian Academy of sciences, St Petersburg, Russie
Azov-Black sea state AgroEngineering Academy, Zernograd, Russie
Faculty of physics, Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russie
Polytechnical University, Radiophysical science and engineering Faculty, St Petersburg, Russie
Research Institute of physics of Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russie
South Rusian state technical university, Novocherkassk, Russie
Southern Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Rostov-on-Don, Russie
Faculty of Physical chemistry, University of Belgrade, Serbie
Jozef Stefan institute, Ljublhana, Slovenie
Electronic ceramics Department, Jozef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenie
Ceramics laboratory, Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Suisse
Département de Physique de la Matière condensée, Université de Genève, Suisse
Department of materials science and engineering, National Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan
Faculty of Science and technology, MESA, Institute for nanotechnology, University of Twente, Enschede, The
Netherlands
Laboratoire de l’Etat Solide, Faculté des Sciences, Sfax, Tunisie
Laboratoire des Matériaux Ferroélectriques, Faculté des Sciences de Sfax, Tunisie
ISIS Science Division, Rutherford Appleton Laboratory, Oxfordshire, U.J.
Institute of semiconductor Physics, National Academy of Science of Ukraine, Kiev, Ukraine
Department of Earth sciences, University of Cambridge, United Kingdom
Department of physics, Cavendish Laboratory, Cambridge University, United Kingdom
The Center for nanophase materials sciences, Oak Ridge National laboratory, Oak Ridge, USA
Institute for nanoscience and engineering and Physics Department, University of Arkansas, Fayetteville, USA
Arkansas
Physics department, Université of Arkansas, USA Arkansas
Department of Physics, University of South Florida, Tempa, USA Floride
Departement of Materials science and engineering, The Pennsylvania State University, University Park, USA
Pennsylvanie
121
Department of materials science and engineering and Department of Physics, University of California, Berckeley,
USA Californie
Physics department, Augusta Technical College, Augusta, USA Giorgie
Department of Physics, Astronomy and materials science, Missouri state University, Springfield, USA Missouri
Condensed Matter Physics and materials sciences department, New York, USA
Department of Chemistry, State University of New York, USA
Department of materials science and engineering, Cornell University, New York, USA
Department of materials science and engineering, Cornell University, New York, USA
School of applied and engineering physics, Cornell University, New York, USA
Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science, New York, USA
Materials science and technology division, Los Alamos national laboratory, Los Alamos, USA Nouveau Mexique
Department of materials science and engineering, Pennsylvania State University, University Park, USA
Pennesylvanie
Department of materials science and engineering, the university of Tenessee, Knoxville, USA Tenessee
The Center for Nanophase materials sciences, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, USA Tennessee
Department of materials science and engineering, University of Wisconsin, Madison, USA Wisconsin
Fachgebiet Materialmodellierung, Institut für Materialwissenschaft, Technische Universität Darmstadt,
Allemagne
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und energie Gmbh, Berlin, Allemagne
Institut für Mikrostrukturforschung, Forshungzzentrum Jülich, Allemagne
Max Plank institute for microstructural physics, Saale, Allemagne
MICROPELT Gmbh, Halle, Allemagne
Peter Grünberg Institut, Quanten-Theorie der materialien, Juelich and Jara, Allemagne
Department of Physics and Astronomy, King Saud University, Riyadh, Arabie Saoudite
Physics Department, Umm Al-Qura University, Makkah, Arabie Saoudite
School of materials science and engineering, University of New South Wales, Sydney, Australie
Department of Chemistry and 4D LABS, Simon Fraser University, Burnaby, British Colombia, Canada
Canadian center for electron Microscopy, Brockhouse Institute for materials research, McMaster University,
Hamilton, Ontario, Canada
College of materials Science and engineering, Quingdao university of science and technology, Qingdao, Chine
Electronic materials research Laboratory, Key Laboratory of Ministry of Education, Xi’an Jiaotong University,
Xi’an, Chine
National Laboratory for Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences,
Shanghai, Chine
Physics department, Nanjing university of aeronautics and astronautrics, Nanjing, Chine
School of materials science and engineering, North University of China, Taiyuan, Chine
School of nuclear science ant technology, Lanzhou university, Lanzhou, Chine
State key laboratory of solidification processing, School of materials science and engineering, Northwestern
Polytechnical university, Xi’an, Chine
Korea atomic enegy research institute (KAERI), Daejeon, Coree
Centro Universitario de la Defensa, Saragosse, Espagne
CIN2, CSIS/ICN, Research Center in nanoscience and Nanotechnology, Barcelone, Espagne
Departement of Applied Physics, Universitat Politecnica de Catalunya, Jordi Girona, Barcelone, Espagne
Department de Quimica Inordanica, Instituto de Ciencia Molecular (ICMOL), Universitat de Valencia,
Espegne
Department Fisica Aplicada i Optica, Universitat de Barcelona, Espagne
ICREA and CIN2 (CSIC-ICN), Universitat Autonoma de Barcelona, Espagne
IMB-CNM (CSIC), Institute of Microelectronics of Barcelona, National Center of Microelectronics,
Barcelone, Espagne
Inorganic chemistry department, Unisersidad complutense de Madrid (UCM), Espagne
Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), Barcelone, Espagne
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIS, Madrid, Espagne
Instituto universitatio de Investigacion en Nanociencia de Aragon (INA), Zaragoza, espagne
IREC, Catalonia Institute for Energy research, Department of advanced materials for energy
applications, Barcelone, Espagne
LENS, MIND-In2UB, Electronics Department, Universitat de Barcelone, Espagne
M2E/XaRMAE/IREC, Department of Advanced materials for energy applications, Catalonia Institute for
Research (IREC), Espagne
MIND/XaRMAE/IN2UB, Departement of Electronics, University of Barselona, Marti i Franques,
Barcelone, Espagne
Institute of Physics, Sachivalaya Marg, Bhubaneswar, Inde
Materials research center, Indian institute of science, Bangalore, Inde
122
123
PUBLICATIONS DANS REVUES
AVEC COMITES DE LECTURE
Légende
T : doctorant
P.Doc : post-doctorant
C : collaborateur
2008
ACL 1
OS1
ACL 2
OS1
ACL 3
OS4
ACL 4
OS3
ACL 5
ACL 6
ACL 7
OS2
ACL 8
OS4
ACL 9
OS3
ACL 10
OS3
ACL 11
OS2
D. GOSSET (C), M. DOLLĖ (P.Doc), D. SIMEONE (C), G. BALDINOZZI
Structural evolution of zirconium carbide under ion irradiation
Journal of Nuclear Materials, 373, Pages : 123-129 Feb. 15 2008
S. SURBLE (P.Doc), G. BALDINOZZI, M. DOLLĖ (P.Doc)
Defect thermodynamic and transport properties of nanocrystalline Gd-doped ceria
Ionics, 14, Pages : 33-36, Feb. 2008
E. BEVILLON (T), A. CHESNAUD (P), Y.Z. WANG (T), G. DEZANNEAU, G. GENESTE
Theoretical and experimental study of the structural, dynamical and dielectric properties of
perovskite BaSnO3
Journal of Physics-Condensed Matter 20, Art. N° 145217, April. 9 2008
S. SREDIC, M. DAVIDOVIC, A. SPASOJEVIC - DE BIRÉ, U. MIOC, M. TODOROVIC, D. SEGAN,
D. JOVANOVIC, G. POLIZOS, P. PISSIS
Inorganic-inorganic nanocomposite. Surface and conductive properties
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69, 1883-1890 (2008)
T-Q. NGUYEN (T), E. DA SILVA, Q.D. NGUYEN, M. JOUAN
New Raman Spectrometer Using a Digital Micromirror Device and Photomultiplier Tube Detector
for Rapid On-Line Industrial Analysis. Part. I : Description of the Prototype and Preliminary Results
Applied Spectroscopy, Volume 62, Number 3, Pages : 273-278 Mar 2008
T-Q. NGUYEN (T), M. JOUAN, Q-D. NGUYEN, E. DA SILVA, A. P. DUONG
New Raman spectrometer using a Digital Micromirror Device and a PMT for rapid on-line industrial
analysis. Part II: Choice of the analytical methods.
Applied Spectroscopy, Pages : 279-284, 62, Mar 2008
P-E JANOLIN (T), J-M KIAT, C. MALIBERT (C), S. ASANUMA, Y. UESU
Role of polar Nano Regions and Strains in PSN films
Applied Physics Letters 92, Art. N° 052908 Feb. 4 2008
G. GENESTE, E. BOUSQUET and P. GHOSEZ
New Insight into the Concept of Ferroelectric Correlation Volume
Journal of Computationand Theorical Nanoscience, volume 5, Pages : 517-520 April 2008
V. TOGNETTI, P. CORTONA, C. ADAMO
A new parameter-free correlation functional based on an average atomic reduced density gradient
analysis
Journal of Chemical Physics 128, Art. N° 034101 Jan. 21 2008
J. D’ANGELO, G. MORGANT, N-E GHERMANI (C), D. DESMAËLE, B. FRAISSE, F.
BONHOMME(P.Doc), E. DICHI, M. SGHAIER, Y. LI, Y. JOURNAUX, and J. R.J. SORENSON
Crystal structures and physico-chemical properties of Zn(II) and Co(II) tetraaqua(3-nitro-4hydroxybenzoato) complexes : Their anticonvulsant activities as well as related (5-nitrosalicylato)metal complexes
Polyhedron, Volume 27, Issue 2, 2008, Pages 537-546
S. ASANUMA, Y. UESU, C. MALIBERT (C), J-M. KIAT
Structural and dielectric characterizations of relaxor/ferroelectric superlattice films
Pb(Sc1/2Nb1/2)O3/PbTiO3 fabricated on a single-lattice scale
Journal of applied physics 103, Art. N° 094106 May 1 2008
124
ACL 12
OS2
ACL 13
OS4
ACL 14
OS4
ACL 15
ACL 16
OS2
ACL 17
OS4
ACL 18
OS2
ACL 19
OS2
ACL 20
OS2
ACL 21
OS2
ACL 22
OS1
ACL 23
OS1
ACL 24
OS2
ACL 25
OS1
ACL 26
OS1
G. GENESTE(T), J-M. KIAT
Ground state of Ca-doped strontium titanate : Ferroelectricity versus polar nanoregions
Physical Review B 77, Art. N° 174101 (2008)
É. BÉVILLON (T), G. GENESTE
Hydration properties of BaSn0.875M0.125O3−d substituted by large dopants (M=In, Y, Gd, and Sm)
from first principles
Physical Review B 2008, 77, 184113
A. MORATA, A. CHESNAUD, A. TARANCON, S. ESTRADÉ, F. PEIRÓ, JR.R. MORANTE, G. DEZANNEAU
A versatile and low-toxicity route for the production of electroceramic oxide nanopowders
European Journal of Inorganic Chemistry, 6, Pages : 954-960 Feb. 2008
M. GIOT, A. PAUTRAT, G. ANDRÉ, D. SAUREL, M. HERVIEU, J. RODRIGUEZ-CARVAJAL
Magnetic states and spin-glass properties in Bi0.67Ca0.33MnO3 : Macroscopic ac measurements
and neutron scattering
Physical Review B 77, Art. N° 134445 (2008)
G. GENESTE, J.-M. KIAT, C. MALIBERT (C)
First-principles calculations of quantum paraelectric La1/2Na1/2TiO3 in the virtual-crystal
approximation: Structural and dynamical properties
Physical Review B 77, Art. N° 052106 Feb. 2008
A. MORATA, J.P. VIRICELLE, A. TARANCÓN, G. DEZANNEAU, C. PIJOLAT, F. PEIRO AND J.R.
MORANTE
Development and characterisation of a screen-printed mixed potential gas sensor
Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 130, Issue 1, Pages 561-566 Mar. 14 2008
VB. SHIROKOV, TI. YUZYUK, B. DKHIL
Phenomenological description of phase transitions in thin BaTiO3 films
Physics of the Solid State, 50, Pages : 928-936 May 2008
YI. GOLOVKO, VM. MUKHORTOV, YI. YUZYUK, B. DKHIL
Structural phase transitions in nanosized ferroelectric barium strontium titanate
Physics of the Solid State, 50, Pages 485-489 Mar. 2008
T. DELAUNAY, E. LE CLEZIO, M. GUENNOU (T), H. DAMMAK, M. PHAM. THI (C), G. FEUILLARD
Full tensorial characterization of PZN-12%PT single crystal by resonant ultrasound spectroscopy
IEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control, 55, Pages : 476-488,Feb. 2008
Y. RABINOVITCH (T), C. BOGICEVIC, F. KAROLAK, H. DAMMAK
Freeze-dried nanometric neodymium-doped YAG powders transparent ceramics
Journal of Materials Processing Technology, 199, Pages : 314-320, April 1 2008
G. BALDINOZZI, D. SIMEONE (C), D. GOSSET (C), L. THOMÉ, L. MAZÉROLLES, M. DOLLĖ (P),
S. SURBLÉ (P)
Why ion irradiation daoes not lead to the same structural changes in normal spinels ZnAl2O4,
MgAl2O4 and MgCr2O4 ?
Nuclear Instruments & Methods B 266, Pages : 2848-2853 (2008)
L. LUNÉVILLE (C), D. SIMEONE (C), G. BALDINOZZI
Description of high energy collision cascades within the multifractal theory framework.
Nuclear Instruments & Methods B 266 Pages : 2702-2706 (2008)
IA. KORVEV, S. LISENKOV, R. HAUMONT, B. DKHIL, L. BELLAICHE
Finite-temperature properties of multiferroic BiFeO3
Physical Review Letters, 99, 22 7 602 (2008)
D. SIMEONE (C), G. BALDINOZZI, D. GOSSET (C), S. LE CAËR, L. MAZEROLLES, I. MONNET,
S. BOUFFARD
Effect of the energy deposition modes on the structural stability of pure zirconia
Nuclear Instruments & Methods B 266 Pages :3023-3026 (2008)
D. GOSSET (C), M. DOLLÉ (P), D. SIMEONE (C), G. BALDINOZZI, L. THOMÉ
Structural behaviour of nearly stoichiometric ZrC under ion irradiation.
Nuclear Instruments & Methods B Pages : 266 2801-2805 (2008)
125
ACL 27
OS1
ACL 28
OS3
ACL 29
OS2
ACL 30
OS2
ACL 31
OS2
ACL 32
OS4
ACL 33
OS4
ACL 34
OS3
ACL 35
OS2
ACL 36
OS1
ACL 37
OS1
S. SURBLÉ (P.Doc), G. BALDINOZZI, D. SIMEONE (C), D. GOSSET(C), L. THOMÉ
Impact of disorder on ionic charge in spinel compounds: can random electric fields drastically
change the stable defect concentration in ionic compounds?
Nuclear Instruments & Methods B 266 Pages : 3002-3007 (2008)
Increasing physical constraints and improving performances in a parameter-free GGA functional
Chemical Physics Letters, 460, 536, Mai 2008
J. CARREAUD (T), C. BOGICEVIC, B.DKHIL, J-M. KIAT
Dielectric evidences of Core-shell-like effects in nanosized relaxor PbMg1/3Nb2/3O3 (PMN)
Applied Physics Letters, 92, Art. n° 242902, 2008
R. JIMENEZ, H. AMORIN, J. RICOTE, J. CARREAUD (T), J-M. KIAT, B. DKHIL, J. HOLC, M. KOSEC,
M. ALGUERÓ
Effect of grain size on the transition between ferroelectric and relaxor states in 0.8Pb
(Mg1Õ3Nb2Õ3)O3-0.2PbTiO3 ceramics)
Physical Review B 78, Art. n° 094103, 2008
J. BANYS, R. GRIGALAITIS, M. IVANOV, J. CARREAUD (T), J-M. KIAT
Dielectric behaviour of a nanograin PMN Powders
Integrated Ferroelectrics, 99, 132, 2008
A. CHESNAUD (P), G. DEZANNEAU, C. ESTOURNES, C. BOGICEVIC, F. KAROLAK, S. GEIGER (C),
G. GENESTE
Densification enhancement and transport properties of La9.33+xSi6O26+3x/2 oxy-apatite
compounds obtained by freeze-drying. Conventional and Spark Plasma
Solid State Ionics, (2008)
E. BEVILLON (T), G. GENESTE, A. CHESNAUD (P), Y.Z. WANG (T), G. DEZANNEAU
Ab initio Study of lanthanum-doped BaSnO3 proton conductor
Solid State Ionics, Accepté pour publication (2008)
N. BOUHMAIDA and N-E. GHERMANI (C)
Advances in electric field and atomic surface properties from experimental electron densities
Physical Chemistry Chemical, (2008)
M. GUENNOU(T), H. DAMMAK, M. PHAM-PHI
2T Domain-engineered Piezoelectric single Crystals : Calculations and Application to PZN-2%
PT Poled Along
Journal of Applied Physics, 104, 074102-7 (2008)
G. BERNARD-GRANGER, C. GUIZARD, S. SURBLE, G. BALDINOZZI, A. ADDAD
Spark plasma sintering of a com-mercially available granulated zirconia powder-II. Microstructure
after sintering and ionic conductivity
ACTA Materialia? 56 (17) 4658-46 (2008)
N. HALEM, L. CIENIEK, J. JUSINSKI, G. BALDINOZZI, C. PETOT, G. PETOT-ERVAS
The effect cao coatings on the oxidation behaviour of polycrystalline nickel between 800 and 1200 C
Materials Science Forum, 595-596, 1075-1081 (2008)
2009
ACL 38
OS2
ACL 39
OS2
P. F. LIU(T), X. J. MENG, J. H. CHU, G. GENESTE(C), B. DKHIL
Effect of in-plane misfit strains on dielectric and pyroelectric response of polyvinylidene fluoridetrifluoroethylene ferroelectric polymer
J. Appl. Phys. 105, 11, 114105 (2009)
H. BEA, B. DUPE(T), S. FUSIL, R. MATTANA, E. JACQUET, B. WAROT-FONROSE, F. WILHELM,
A. ROGALEV, S. PETIT, V. CROS, F. PETRO, K. BOUZEHOUANE, G. GENESTE(C), B. DKHIL, S. LISENKOV,
I. PONOMAREVA, L. BELLAICHE, M. BIBES, A. BARTHELEMY.
Evidence for Room-Temperature Multiferroicity in a Compound with a Giant Axial Ratio
Phys. Rev. Lett. 102, 21, 217603 (2009)
126
ACL 40
OS2
ACL 41
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ACL 209
OS3
ACL 210
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ACL 211
OS2
ACL 212
OS2
ACL 213
OS2
ACL 214
OS2
ACL 215
OS4
ACL 216
OS4
ACL 217
OS4
ACL 218
OS3
ACL 219
OS3
ACL 220
OS3
ACL 221
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ACL 222
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La2-xSrxCoO4-δ(x=0.9, 1.0, 1.1) Ruddlesden-Popper-type layered cobaltites as cathode materials for ITSOFC application
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Local structure of rare earth niobates (RE3NbO7,RE=Y,Er,Yb,Lu) for proton conduction applications
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Hydrogen diffusion in the protonic conductor BaCe1-xGdxO3-x/2 from density functional theory
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Electron Properties of Carbamazepine Drug in Form III
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K. TERMENTZIDIS, A. POKROPIVNY, M. WODA, S.Y. XIONG, Y. CHUMAKOV, P. CORTONA, S. VOLZ
Large thermal conductivity decrease in point defective Bi2 Te3 bulk materials and superlattices
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Grazing incidence x-ray diffraction for the study of plycrystalline layers
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A preferred orientation correction to describe a fiber texture under glancing incidence
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D.A. ANDERSSON, G. BALDINOZZI, L. DESGRANGES, D.R. CONRADSON, S.D. CONRADSON
Density functionaltheory calculations of UO2 oxidation : evolution of UO2+x, U409-y, U307 and U308
Inorg.Chem 52, 2769-2778 (2013)
139
ACL 224
OS1
ACL 225
OS3
ACL 226
OS2
ACL 227
OS2
ACL 228
OS2
ACL 229
OS2
ACL 230
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ACL 232
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D.GOSSET(C), C. COLIN, A. JANKOWIAK, Th. VANDENBERGHE, N. LOCHET
X-Ray diffraction study of the effect of Hight-temperature heat treatment on the microstructural
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C.A. GUIDO(P.Doc), S. KNECHT, J. KONGSTED, B. MENNUCCI
Benchmarking Time-Dependent density fuctional theory for excited state geometries of organic
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T. NAGATA, Y. FUKADA, M. KAWAI, J. KANO, T. KAMBE, E. DUDZIK, R. FEYERHERM, P.E. JANOLIN,
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Nonlinear Electric Conductivity of charge ordered system Rfe2O4 (R=Lu, Yb)
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D. SANDO, A. AGBELELE, D. RAHMEDOV, J. LIU, P. ROVILLAIN, C. TOULOUSE, I.C. INFANTE,
A.P.PYATAKOV, S.FUSIL, E. JACQUET, C. CARRETERO, C. DERANLOT, S. LISENKOV, D. WANG,
J.M. LE BRETON, M.CAZAYOUS, A. SACUTO, J. JURASZEK, A.K. ZVEZDIN, L. BELLAICHE, B. DKHIL,
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Crafting the magnonic and spintronic response of BiFeO3 films by epitaxial strain
Nature Materials, NMAT 3629, 2013
D. PETTI, E. ALBISETTI, H. REICHLOVA, J. GAZQUEZ, M. VARELA, M. MOLINA-RUIZ, A.F. LOPEANDIA,
K. OLEJNIK, V. NOVAK, I. FINA, B. DKHIL, J. HAYAKAWA, X. MARTI, J. WUNDERLICH, T. JUNGWIRTH,
R.BERTACCO
Storing magnetic information in IrMn/MgO/Ta tunnel junctions via field-cooling
Applied Physics letters 102, 192404, 2013
S. PROSANDEEV, D. WANG, A.R. AKBARZADEH, B. DKHIL, L. BELLAICHE
Fiels-induced percolation of polar nanoregions in relaxor ferroelectrics
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D. GUO, X. CHEN, X. CHU, F. ZENG, Y. BAI, J. CAO, B. DKHIL
In situ observation of the nanocrystal growth and their piezoelectric performance change in P(VDFTrFE) films by hot stage piezoresponse force microscopy
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M.A. HENTATI(T), H. DAMMAK, H. KHEMAKHEM, M.P. THI
Dielectric properties and phase transitions of [001], [110] and [111] oriented Pb(Zn1/3Nb2/3)O36%PbTiO3 single chrystals
Journal of Applied Physics 113, 244104, 2013
M. TYUNINA, J. LEVOSKA, P.E. JANOLIN, A. DEJNEKA
Low temperature relaxor state induces by epitaxial compression in PbSc0.5Nb0.503 films
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D.D. PHAM, E. FATTAL, N.E. GHERMANI, N. GUIBLIN, N. TSAPIS
Formulation of pyrazinamide-loaded large porous particules for the pulmonary route : Avoiding
crystal growth using excipient
International Journal of Pharmaceutics 454, 668-677 (2013)
Plus n° ACL72a = 234 publications
140
CONFERENCES INVITEES
2008
INV 1
OS2
INV 2
OS2
INV 3
OS2
INV 4
OS4
INV 5
OS4
INV 6
OS4
INV 7
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INV 9
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INV 10
OS2
INV 11
OS3
INV 12
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INV 13
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INV 14
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I. KORNEV, S. LISENKOV, R. HAUMONT, B. DKHIL, L. BELLAICHE
Finite-temperature properties of multiferroïc BiFeO3 from first principales
Workshop on ferroelectricity, Williamsburg (USA) Février 2008
B. DKHIL
Workshop on MPB
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R. HAUMONT, B. DKHIL, J. KREISSEL, P. BOUVIER, I. KORNEV, S. LISENKOV, L. BELLAICHE
Temperature-pressure instability stabilities of the multiferroïc BiFeO3
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Stratégies d’amélioration des matériaux pour Piles à combustibles, Colloque 3M Céramiques et
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Journées annuelles de la Société Française de Métallurgie et des Matériaux
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M-D BRAIDA (T), A. MORATA, A. TARASCON, A. CHESNAUD (T), F. PEIRO, G. DEZANNEAU
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Etude théorique du matériau BaSnO3 en tant que matériau conducteur protonique
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Electronic behaviour of materials from combined X Ray, polarized neutron diffraction and Compton
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Session Chairman, Boston (USA), 4 décembre 2008
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A. SPASOJEVIC-de-BIRĖ, U. MIOC, J-C. PESSOA
Structural and electrostatic properties of a decavanadate-cytosine co-crystallized complex
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INV 15
OS4
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Synthesis, Structural Study and Conduction of Y-doped-BaSnO3
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New correlation functionals for DFT calculations
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2009
INV 21
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INV 22
OS2
INV 23
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B. DKHIL
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3rd European School on Multiferroics, Groningen (Pays-Bas), sept 2009
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Relaxation diélectrique et phases morphotropiques dans les nanopoudres
8ème Colloque Rayons X et Matière, Orsay 8 - 11 décembre 2009
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Can We Describe Phase Transition under Irradiation in Insulators within
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New progress in convergence of spin, charge and momentum Densities Analysis.
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Scattering and Diffraction Processes
20th International School on Physics and Chemistry of Condensed Matter (Pologne), juillet 2009
P.BECKER
Charge, Spin and Momentum Desnities: a crucial information to master condensed matter behaviour
20th International School on Physics and Chemistry of Condensed Matter (Pologne), juillet 2009
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INV 29
OS3
INV 30
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OS3
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De la densité de charge à la matrice densité : quelques possibles approches
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Interface between material science and design (Chief Guest of Honour)
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Density-functional calculations for large systems: can GGA functionals be competitive with hybrid
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New temperature scale t* in relaxors and other oxides with extraordinary properties
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Nanosystem Engineering and Biophotonics (NEBO'09) international conference Ecole Normale Superieure de Cachan, March 30-April 1, 2009
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D . SICHUGA
Discovery of original phenomena in ferroelectrics, ferromagnetics and multiferroics from atomistic
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La densité électronique : un outil pour étudier les composés contenant des métaux de transition
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Discovery of original phenomena in ferroelectrics and multiferroics from first principles
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Properties of epitaxial BiFeO3 thin films : a combined theoretical and experimental approach.
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Mn doped PZN-PT single crystals and fine grain ceramics of PIN-PT for underwater and medical
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Can we describe phase transition in insulators within the landau PT theory framework ?
MRS Fall Meeting 2009, symposium V, Boston (USA) 30 nov-4 déc 2009
143
2010
INV 42
OS3
INV 43
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OS2
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M. SOUHASSOU, M. DEUTSCH, S. PILLET, N. CLAISER, C. LECOMTE, J.M. GILLET, Y. CHUMAKOV(T),
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Join charge and spin density refinement
International workshop on Single Crystal Diffraction with polarized neutrons (FLIPPER2010), 26-30
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D. ALBRECHT(T), L. BELLAICHE, I. KORNEV, S. LISENKOV, I. PONOMAREVA, S. PROSANDEEV,
D. RAHMEDOV, W. REN, D. SICHUGA, D. WANG
Antiferrodistortive-induced phenomena in ferroelectrics and multiferroics
2010 Workshop on Advances in the Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials;
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J.M. KIAT, C. BOGICEVIC, W. REN, L. BELLAICHE, R. HAUMONT, B. DHKIL, J. CARREAUD(T)
Relaxors and morphotropic compounds : what happens when size is reduced ?
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I.C. INFANTE, S. LISENKOV, B. DUPE(T), M. BIBES, S. FUSIL, E. JACQUET, G. GENESTE(C), S. PETIT,
L. BELLAICHE, A. BARTHELEMY, B. DKHIL
Effet de la contrainte epitaxiale sur les transitions de phase du multiferroique BIFEO3
Colloque Louis Néel, 31 mars au 2 avril 2010
L. BELLAICHE, A. AKBARZADEH, D. ALBRECHT(T), I. KORNEV, S. LISENKOV I. PONOMAREVA,
S. PROSANDEEV, D. RAHMEDOV, W. REN, D. SICHUGA
Discovery of Original Phenomena in Low-dimensional Ferroelectrics and Multiferroics
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I.C. INFANTE, B. DUPE(T), S. LISENKOV, I. PONOMAREVA, L. BELLAICHE, P.E. JANOLIN, G. GENESTE(C),
B. DKHIL, S. PETIT, A. COURTIAL, J. JURASZEK, S. RAVY, H. BEA, S. FUSIL, J. ALLIBE, E. JACQUET, B.
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Strain tuning multiferroic BiFeO3 film phases and transitions
San Juan (Puerto Rico - USA). June 2010
M.D. BRAIDA(T), S. ESTRADE, F. PEIRO, G. DEZANNEAU
Understanding of proton conduction in fluorite-like materials
EMRS Spring Meeting, Strasbourg, 10 juin 2010
P. CORTONA
Density-Functional Theory : a tool in Drug Discovery, a Bridge between Quantum Chemistry and
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BIT’s 2nd Annual World Congress of BioSoft, Dalian (Chine), 2010
B. DUPE(T), I.C. INFANTE, P.E. JANOLIN, S. LISENKOV, S. FUSIL, I. PONOMAREVA, S. RAVY,
L. BELLAICHE, G. GENESTE(C), H. BEA, K. BOUZEHOUANE, B. WAROT-FONROSE, E. JACQUET, M. BIBES,
Unusual behaviours in the model multiferroic BiFeo3 under strain effects
7 th Asian Meeting on Ferroelectricity & 7th Asian Meeting on ElectroCeramics, june 28th–July 1st 2010
B. BILLON, Y. CHUMAKOV(T), M. SOUHASSOU, M. DEUTSCH, N. CLAISER, S. PILLET, C. LECOMTE,
JM. GILLET, P. BECKER, P. CORTONA, D. LUNEAU, A. BORTA, O. IASCO, E. JEANNEAU, G. PILLET
Recent Progress in joint spin, charge and momentum densities refinements
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144
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M. DEUTSCH, N. CLAISER, M. SOUHASSOU, C. LECOMTE, J.M. GILLET, P. BECKER, P. CORTONA,
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Charge and spin densities joint refinement : first tests
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A. SPASOJEVIC DE BIRE, N.E. GHERMANI(C)
Electrostatic potential as an experimental or a theoretical tool for a better understanding of drug
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2nd International Conference on Computational and Systems Biology, Hangzou (China), 22-24 oct.2010
P. CORTONA
New hybrid functional for density-functional electronic-structure calculations
International conference on Computational and Systems Biology, Hangzhou, Chine, 22-24octobre2010
J.M. GILLET, Y. CHUMAKOV(T), P. CORTONA, P. BECKER, M. SOUHASSOU, N. CLAISER, M. DEUTSCH, S.
PILLET, C. LECOMTE, B. GUILLON, D. LUNEAU, A. BORTA, O. IASCO
Charge, Spin and momentum Densities simultaneous refinement. From the method to the code
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Y. CHUMAKOV(T), J.M. GILLET, P. CORTONA, P. BECKER, M. SOUHASSOU, N. CLAISER, M. DEUTSCH, S.
PILLET, C. LECOMTE, B. GUILLON, D. LUNEAU, A. BORTA, O. IASCO
Affinements joints de densités électroniques. Pour une convergence des points de vue
Colloque de l’AFC Strasbourg, 7-10 juillet 2010
N.E. GHERMANI(C), N. BOUHMAIDA, J.M. GILLET
Reactivity of molecules through their Electrostatic Properties
European Cristallography Meeting ECM26, Darmstadt (Germany), 29 août-2 septembre 2010
J.M. KIAT
Size effect in ferroelectric and relaxors compounds
10 th Russia/CIS /Baltic/Japan symposium on Ferroelectricity, Yokohama (Japon), juin 2010
J. CHAIGNEAU(T), R. HAUMONT(C), J.M. KIAT
Ferroelectric and magnetic instabilities of the multiferroic (BiPb) FeO3
B. DKHIL
Novel and original features on the model multiferroic BiFeO3 under strain effects
CIMTEC, Montecatini Terme (Italy) été 2010
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Multiferroic BiFeO3 : a model system for competing tilt and polar instabilities in perovskites
Structural and ferroelectric phase transitions, Telc (Czech Republic), May 2010
H. TOUPET, F. LE MARREC, C. LICHTENSTEIGER , B. DKHIL, M.G. KARKUT
The Monoclinic alpha – Monoclinic beta First – Order phase Transition in BiFeO3 thin films
CIMTEC, Montecatini Terme (Italy), May 2010
K. RABIA, A. PASHKIN, S. FRANK, R. HAUMONT(C), P. BOUVIER, B. DKHIL, W.A. CRICHTON, J. KREISEL,
C.A. KUNTSCHER
Pressure-induced phase transitions in the multiferroic perovskite BiFeO3
Pressure effects on Materials, UC Santa Barbara (USA), August 2010
B. DUPE(T), I.C. INFANTE, P.E. JANOLIN, S. LISENKOV, S. FUSIL, I. PONOMAREVA, S. RAVY, L.
BELLAICHE, G. GENESTE(C), H. BEA, K. BOUZEHOUANE, B. WAROT-FONROSE, E. JACQUET, M. BIBES,
Unusual behaviours in the model multiferroic BiFeO3 under strain effects
Asian Meeting on Ferroelectrics 2010, Jeju (South Korea)
B. DUPE(T), I.C. INFANTE, P.E. JANOLIN, S. LISENKOV, S. FUSIL, I. PONOMAREVA, S. RAVY, L.
BELLAICHE, G. GENESTE(C), H. BEA, K. BOUZEHOUANE, B. WAROT-FONROSE, E. JACQUET, M. BIBES,
Unusual behaviours in the model multiferroic BiFeO3 under strain effects
19thInternational Symposium on the Applications of Ferroelectrics, été 2010, Edimburg (Scotland)
145
INV 67
OS2
INV 68
OS2
INV 69
OS2
INV 70
OS2
INV 71
OS3
INV 72
OS3
INV 73
OS1
INV 74
OS2
B. DUPE(T), I.C. INFANTE, S. LISENKOV, I.N. LEONTYEV, H. TOUPET, M. BIBES, S. FUSIL, E. JACQUET,
P-E JANOLIN, G. GENESTE(C), F. LE MARREC, L. BELLAICHE, A. BARTHELEMY, B. DKHIL
Oxygen tilts and polar shifts competition in the model multiferroic BiFeO3
EMRS Warsaw (Poland), sept. 2010
A. BARTASYTE, B. DKHIL, J. KREISEL, J. CHEVREUL, S. MARGUERON, J. SANTISO, O. CHAIX-PLUCHERY,
L. RAPENNE-HOMAND, C. JIMENEZ , A. ABRUTIS, F. WEISS
Domain state transformations and phase transitions in epitaxial PbTiO3 thin films
EMRS Warsaw (Poland) sept 2010
H. TOUPET, F. LE MARREC, C. LICHTENSTEIGER, B. DKHIL, M.G. KARKUT
Evidence for a Monoclinic alpha-Monoclinic beta first-Order Transition in BiFeO3 thin films
EMRS Warsaw (Poland) sept 2010
P.F. LIU(T), X.J. MENG, P. GEMEINER, G. GENESTE(C), N. GUIBLIN, J.H. CHU, B. DKHIL
Dielectric and electrocaloric properties of PVDF-based ferroelectric thin films
International Conference on Electroactive Polymer : Materials and Devices, Surujkund (India)
November 21-26, 2010
N. GHERMANI(C)
Electrostatic Properties and Molecular Reactivity : Application to Pharmaceutical Copounds
1st North African Conference NACC1, Casablance (Morocco), 23-26 Nov. 2010
P. CORTONA
New functional, greater accuracy : some recent advances in DFT calculations
2nd Christmas Workshop on Condensed Matter Physics. Gênes (Italie) 23 déc 2010
G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), Y. ZHANG
Modelling the structural changes in irradiated SiC using X-Ray diffraction
Materials Research Society Fall Meeting 2010, Boston (USA)
J.M. KIAT, C. BOGICEVIC, W. REN, L. BELLAICHE, R. HAUMONT(C), B. DHKIL, J. CARREAUD
Relaxors and morphotropic compounds : what happens when size is reduce ?
2011
INV 75
OS2
INV 76
OS2
INV 77
OS3
INV 78
OS4
INV 79
OS2
INV 80
OS3
B. DKHIL
When polar shifts and oxygen tilts meet together : the case of the model multiferroic BiFeO3
Fondamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials. Gaithersburg (USA),31 janvier 2011
B. DKHIL
Multiple phase transitions in multiferroic BiFeO3 : Competing tilt and polar instabilities under pressures
up to 55 GPa
Fondamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials. Gaithersburg (USA),1er février 2011
P. CORTONA
Towards greater accuracy in DFT calculations : from GGA to hybrid functionals
First International Symposium on Computational Sciences, Shanghai (CHINE) 18-21 avril 2011
J. HERMET, G. DEZANNEAU, B. DUPE, I. CANERO-INFANTE, G. GENESTE
Diffusion mechanisms in new oxide ion conducting materials through classical molecular dynamics
7th Petite Workshop on the Defect Chemical Nature of Energy Materials, Storaas, Kongsberg
(Norway), March 14-17,2011
F. LE MARREC, H. TOUPET, C. LICHTENSTEIGER, B. DKHIL, M. KARKUT
Ferroic Phase Transition Sequence in Epitaxial BiFeO3 Thin Films
2011 MRS Spring Meeting, San Francisco (USA), April 2011
J.M. GILLET, N. EL HASSAN, N. GUIBLIN, F. AGNELY, N.E. GHERMANI(C)
Electrostatic Properties of Cholesterol
2ndFrench ENSC-Schrödinger Meeting & Workshop ENS Cachan(France)10-11 mai 2011
146
INV 81
OS2
INV 82
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INV 83
OS2
INV 84
OS2
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OS2
INV 86
OS3
INV 87
OS3
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OS2
INV 89
OS3
INV 90
OS3
I.C. INFANTE, S. FUSIL, C. DAUMONT, E. JACQUET, M. BIBES, A.BARTHELEMY, B. DUPE, G. GENESTE(C),
P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, B. DKHIL, A. COURTIAL, J. JURASZEK, S. PETIT, A. BATAILLE, S. RAVY,
S.LISENKOV, I. PONOMAREVA, L. BELLAICHE, J. INIGUEZ
Using strain to tune phases and transition BiFeO3
E-MRS Nice – May 2011
P. GEMEINER, G. BALDINOZZI, J.M. KIAT, E. DUL’KIN, E. ROTH, S.B. VAKHRUSHEV, L. BELLAICHE,
S.A. PROSANDEEV, B. DKHIL
Origin and Nature of the Critical High Temperatures TBums and T* in Relaxors : Similarities with Other
Inhomogeneous Systems
European Meeting on Ferroelectricity, Bordeaux – juin 2011
F. LE MARREC, H. TOUPET, C. LICHTENSTEIGER, B. DKHIL, M.G. KARKUT
The Ferroic Phase Sequence and Monoclinic a – Monoclicien β First Order Phase Transition in Epitaxial
BiFeO3 Thin Films
Y. UESU, H. LIDA, T. KOIZUMI, K. KOHN, S. MORI, R. HAUMONT(C), J.M. KIAT
Strong SHG signals Coupled with Magnetic Orderings in Ferroelectric/Ferrimagnetic Hexagonal
YbFeO3 Thin Films
P.E. JANOLIN, J.M. KIAT, B. DKHIL, I. KORNEV, N. PERTSEV, L. BELLAICHE, Y. UESU, A. BATAILLE,
J. KREISEL, P. BOUVIER, P.A.THOMAS
Stress effect on relaxor
ISAF – PFM, 26 juillet 2011, Vancouver (Canada)
P. BECKER
Combining charge, spin, momentum densities : what can be gained ? Electron density out of
equilibrium
Congrès Canadien de Chimie, Montréal (Canada), Juin 2011
P. BECKER
Joint densities and density matrices refinement. First attempts and results
Congrès International de cristallographie, Madrid (Espagne), Août 2011
H. DAMMAK, M. LAROCHE, M. HAYOUN, J.J. GREFFET, Y. CHALOPIN
Computer modeling of quantum effects by ustin classical mechanics
CPMD Meeting, Barcelone (Espagne) 4-9 septembre 2011
A. SPASOJEVIC-DE-BIRÉ
Crystallographic statistical studies of the decavanadate anion : toward a prediction of the noncovalent interactions ; a bridge between charge density studies and biological activities.
X-ray and neutron scattering for solving structures and modeling charge density. The last 40 years.
Colloquium in honor of P. Becker, Courcelles-de-Touraine (France) – 16-17 septembre 2011
P. CORTONA
Subsystem density-functional theory : a tool for the calculation of electronic and structural properties
X-ray and neutron scattering for solving structures and modeling charge density. The last 40 years.
Colloquium in honor of P. Becker, Courcelles-de-Touraine (France) – 16-17 septembre 2011
2012
INV 91
OS2
INV 92
OS2
S. PROSANDEEV, W. REN, L. BELLAICHE, B. DUPE(T), B. DKHIL, I. KORNEV, G. GENESTE(C), Z. CHEN,
Z.L. LUO, Y.QI, C.W. HUANG, L. YOU, C. GAO, T. WU, J. WANG, P. YANG, T. SRITHARAN, L. CHEN
Novel properties in BiFeO3 films
Workshop on fundamental physics of ferroelectrics and related materials – Argone (USA) Janvier 2012
L. BELLAICHE, B. DKHIL, G. GENESTE(C), I. KORNEV, L. LOUIS(T), S. PROSANDEEV, W. REN
Binding of Electric vortices with electric antivortices in ferroelectrics and multiferroics
Workshop on fundamental physics of ferroelectrics and related materials–Argonne (USA) janvier 2012
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INV 93
OS3
INV 94
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OS2
N. DEUTSCH, N. CLAISER, M. SOUHASSOU, B. GILLON, Y. CIUMACOV, S. PILLET, C. LECOMTE,
P. CORTONA, P.BECKER, J.M. GILLET, D. LUNEAU, A. BORTHA
A joint modelisation of X-Ray and neutron diffraction data – application to magnetic molecular
materials
Laue centennial meeting – Nancy (France) mars 2012
M. GROTING, S. HAYN, I. KORNEV, B. DKHIL, K. ALBE
Comparison of hydrostatic and chemical pressure in lead-free Na0.5Bi0.5TiO3-based materials studied by
first-principles method
Annual meeting of the DPG and DPG spring meeting – Berlin (Allemagne) Mars 2012
K. TERMENTZIDIS, A. POKROPIVNY, S.Y. XIONG, Y. CHUMAKOV, P. CORTONA, S. VOLZ
Structural engineering of vacancy defected bismuth tellurides for thermo-electric applications
2nd European energy conference, 17-20 avril 2012, Maastricht (Pays-Bas)
A. SPASOJEVIC-DE BIRÉ
NPLIN : a new experimental device for LASER induced nucleation
XIX Congrès de la Société Serbe de Cristallographie – Beloj Crkvi (SERBIE) – 31 mai au 2 juin 2012
D. SANDO, A. AGBELELE, C. DAUMONT, J. JURASZEK, M. CAZAYOUS, I.C. INFANTE, W. REN,
S. LISENKOV, C.CARRETERO, L. BELLAICHE, B. DKHIL, A. BARTHELEMY, M. BIBES
Strain engineering of multiferroic phase transitions and order parameters in BiFeO3
Frontiers in electronic materials : correlation effects and memristive phenomena – Aachen
(Allemagne) Juin 2012
Y. UESU, H. IIDA, T. KOIZUMI, K. KOHN, H. YOKOTA, M. FUKUNAGA, Y. NODA, R. HAUMONT(C),
J.M. KIAT
New ferroelectric phases induced by magnetic orderings in hexagonal YbFeO3 thin films
15th European Conference on Composite Materials (ECCM15), Venise (Italie), 24-28 juin 2012
J.M. KIAT, C. BOGICEVIC, P. GEMEINER, F. KAROLAK, N. GUILBLIN, F. PORCHER, A. AL ZEIN (P.Doc),
B. HEHLEN, R. HAUMONT(C)
Quantum paraelectric and relaxor compounds at nanosizes
A. AL ZEIN(P.Doc), B. HEHLEN, J. HLINKA, G. DEZANNEAU, J.M. KIAT
Lattice vibrations of ferroelectric relaxors and nanoparticles investigated by hyper-raman scattering
Electron and electrostatic properties of organometallic compounds : 15 years of collaboration Ecole
Centrale Paris – Vinca Institute and University of Belgrade
1er colloque franco-serbe, Paris (France) – 11 juin 2012
I.C. INFANTE, B. DUPE, G. GNENESTE(C), P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, S. FUSIL, E. JACQUET, M. BIBES,
A.BARTHELEMY, S. LISENKOV, L. BELLAICHE, O. DIEGUEZ, J. INIGUEZ, J.PACAUD, F. PAILLOUX,
J. JURASCEK, A.BATAILLE, S. RAVY, B. DKHIL
Competing phases, transitions through strain in multiferroic BiFeO3 films
ISAF-ECAPD-PFM 2012 – Aveiro (Portugal), 9-13 juillet 2012
J.M. GILLET, P. MORENTON, P. BERNAUD, B. FOURNIER, L. CARRIERE
The synchrotron x-ray beamline design course in the curriculum of Ecole Centrale Paris
Education seminar – Okayama (Japon) juillet 2012
M. DEUTSCH, N. CLAISER, J. CARVAJAL, C. LECOMTE, B. GILLON, J.M. GILLET, D. LUNEAU,
M. SOUHASSOU
Joint charge and spin densities refinement
Polarized Neutron for Condensed Matter Investigations – Saclay (France) Juillet 2012
R. FAYE, H. LIU, I. JANKOWSKA-SUMARA, G. BOEMARE, N. GUIBLIN, X. BRIL, B. ROMAN, B. DKHIL,
P.E. JANOLIN
PbzrO3 : Discussion on the existence of ferroelectric phase between the AFE and the PE phase
European conference on the applications of polar dielectrics (ECAPD), University of Aveiro (Portugal)
9-13 juillet 2012
148
INV 106
OS2
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OS2
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OS3
INV 119
OS3
H. DAMMAK, M. HENTATI(T), M. THIERCELIN(T), M. PHAM THI, M. HAYOUN, G. GENESTE(C)
Electromechanical properties of perovskite single crystals at cryogenic temperatures
6th Euromean Workshop on Piezoelectri Materials (EWPM12), Montpellier (France) 11-13 juillet 2012
J.M. KIAT, C. BOGICEVIC, P. GEMEINER, F. KAROLAK, N. GUIBLIN, F. PORCHER, A. AL ZEIN(P.Doc), B.
HEHLEN, R. HAUMONT(C)
Quantum paraelectric and relaxor compounds at nanosizes
6th European Workshop on Piezoelectri Materials (EWPM12), Montpellier (France),11-13 juillet 2012
J.M. GILLET, B. BARBIELLINI
What do theotericians have to tell experimentalists, and vice versa ?
Sagamore XV “Conference on charge, Spin and Momentum densities – HOKAIDO (Japon) July 2012
J.M. GILLET, P. BECKER, P. CORTONA, M. SOUHASSOU, B. GILLON, C. LECOMTE , Y. SAKURAI, A.
BANSIL, B.BARBIELLINI, M. DEUTSCH, N. CLAISER, S. PILLET, A. FOUGERON, M. ESSID
X-Ray and Neutron scattering at the heart of quantum chemistry
Physics department seminar – Okayama university (Japon) Juillet 2012
K. TERMENTZIDIS, M. WODA, A. POKROPIVNY, Y. CHUMAKOV, S.Y. XIONG, P. CORTONA, S. VOLZ
Thermoelectric properties of bismuth telluride superstructures and superlattices with antisite and
vacancy defects
The 31st international and 10th European conference on thermoelectric (ICT/ECT 2012) - Aalborg
(Danemark) 9-12 juillet 2012
J.M. GILLET, P. BECKER, P. CORTONA, M. SOUHASSOU, B. GILLON, Y. SAKURAI, A. BANSIL, B.
BARBIELLINI, M.DEUTSCH, S. PILLET, A. FOUGERON, M. ESSID
Combining X Rays and neutrons scattering methods for quantum physics anc chemistry of solids
Eramus Mundus-Beam seminar – Okyama (Japon) Août 2012
N.E. GHERMANI(C), N. EL HASSAN(P.Doc), J.M. GILLET, N. GUIBLIN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRÉ
Electron properties of pharmaceutical molecules
European Crystallography meeting – Bergen (Norway) August 2012
P. CORTONA
The Gradient-regulated connection : a way towards improved GGA functional
International Symposium on Computational Sciences (ISCS2012) – Shanghai (Chine) – 13-15 août 2012
D. SANDO, A. AGBELELE, C. DAUMONT, J. JURASZEK, M. CAZAYOUS, I.C. INFANTE, W. REN, S.
LISENKOV, C. CARRETERO, L. BELLAICHE, A. BARTHELEMY, M. BIBES, B. DKHIL
Strain control of ferroic orders and their critical temperatures in BiFeO3
International materials research congress – Cancun (Mexique) Août 2012
I.C. INFANTE
Phase stability and transitions through strain and growth in multiferroic BiFeO3 films
IMRS 2012, Cancun (MEXIQUE) 10-18 août 2012
L. LUNEVILLE(C), C. DERANLOT, F. LARGEAU, A. TRAVERSE, D. SIMEONE(C)
Mesure des premières étapes de nucléation et de croissance dans des couches minces Cr/Si par
réflectométriesX
13ème Journées de la Matière condensée, session MC17, Montpellier 27-31 août 2012
D. SANDO, A. AGBELELE, C. DAUMONT, J. JURASZEK, M. CAZAYOUS, I.C. INFANTE, W. REN, S.
LISENKOV, C.CARRETERO, L. BELLAICHE, B. DKHIL, A. BARTHELEMY, M. BIBES
Putting a strain on BiFeO3
Magnetoelectric phenomena and devices at the royal society – Londres (Angleterre) septembre 2012
K. TERMENTZIDIS, A. POKROPIVNY, M. WODA, S.Y. XIONG, Y. CHUMAKOV, P. CORTONA, S. VOLZ
Structure impact on the thermal and electronic properties of bismuth telluride by ab-initio and
molecular dynamics calculations
6th European thermal science conference (Eurotherm 2012), 4-7 septembre 2012, Poitiers (France)
P. BECKER, J.M. GILLET
Charge, spin and momentum densities : impact from high resolution and time resolved scattering
High Resolution XRay diffraction and imaging, XTOP12 – St Petersburg (Russie) 18 septembre 2012
149
INV 120
OS3
INV 121
OS1
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OS2
INV 123
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OS2
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OS3
INV 127
OS2
INV 128
OS2
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OS1
INV 130
OS1
Y. CHUMAKOV, J.R. SANTOS, I. FERREIRA, K. TERMENTZIDIS, A. POKROPIVNY, S.Y. XIONG,
P. CORTONA, S. VOLZ
Thermoelectric transport in V2O5 thin films
6th European thermal science conference (Eurotherm 2012), 4-7 septembre 2012, Poitiers (France)
D. SIMEONE(C), L. LUNEVILLE(C), Y. SERRUYS
Does DPA a good estimator for radiation damages in solids
Radiation meeting on DPA cross section, Vienne(Autriche) 1er-5 octobre 2012
D. SANDO, A. AGBELELE, M. CAZAYOUS, I.C. INFANTE, D. RAHMEDOV, W. REN, A.P. PYATAKOV,
J.JURASZEK, S.FUSIL, E. JACQUET, C. CARRETERO, S. LISENKOV, A.K. ZVEZDIN, L. BELLAICHE, B. DKHIL,
A. BARTHELEMY, M.BIBES
Tuning magnetism by epitaxial strain in BiFeO3 thin films
MRS Fall Meeting – Boston (USA) Novembre 2012
D.A. ANDERSOSON, G. BALDINOZZI, L. DSGRANGES, S. CONRADSON, M. TONKS, P. MILLET,
B. UBRERUAGA, C. STANEK
Density functional theory calculations of UO2 oxidation and diffusion of fission gases in UO2±x
MRS Fall Meeting – Boston (USA) novembre 2012
P.F. LIU(T), X.J. MENG, P. GEMEINER, G. GENESTE, N. GUIBLIN, J.H. CHU, B. DKHIL
Ferroelectric relaxor thin film polymers and their properties
International conference on electroactive polymers : Materials and devices – Varanasi (Inde) –
Novembre2012
B. DKHIL
Polar and chemical order/disorder in relaxor-based compounds
International workshop on ferroelectric relaxors – Edesheim (Allemagne) Novembre 2012
NPLIN : a new experimental device for LASER induced nucleation
2012 Collaborative Conference on Crystal Growth, Orlando (USA) 11-14 décembre 2012
B. DKHIL
Strain and stress in the model multiferroic BiFeO3
International workshop and symposium on emerging frontiers in multiferroics and electronic
metamaterials
Pattaya (Thaïlande) Decembre 2012
D. SANDO, A. AGBELELE,M CAZAYOUS, I.C. INFANTE, D. RAHMEDOV, W. REN, A.P. PYATAKOV,
J.JURASZEK, S.FUSIL, E. JACQUET, C.CARRETERO, S.LISENKOV, A.K.ZVEZDIN, L.BELLAICHE,A.
BAETHELEMY, M.BIBES,B.DKHIL
Strain control of ferroic arrangements and phase transitions in BiFeO3
Asian meeting on ferreoelectrics – Pattaya (Thaïlande) Decembre 2012
G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), L. DESGRANGES, P. GARCIA,
S. BOUFFARD, I. MONNET, P. LECOEUR, O. PLANTEVIN, H.E. FISCHER, T. HANSEN, N. MONCOFFRE
Radiation effects in ceramics : Ceramics dislike strain, sot hey react to adapt.
In radiation effects and materials development workshop Menai, NSW, Australia, fevrier/mars 2012
D. SIMEONE(C), L. LUNEVILLE(C), G. BALDINOZZI
An attempt to handle the nanopatterming of materials created under ion beam mixing
In Symp. HH. Advances in Materials for Nuclear Energy, Materials Research society Fall Meeting,
Boston, USA nov 2012
2013
INV 131
OS3
M. DEUTSCH, B. GILLON, N. CLAISER, J.M. GILLET, C. LECOMTE, D. LUNEAU, M. SOUHASSOU
Spin-resolved electron densities from joint refinement of XRD and PND data for a molecular Cu
dinuclear complex
Flipper 2013 International workshop on single-crystal diffraction with polarized neutrons – Grenoble
(France) janvier 2013
150
INV 132
OS2
INV 133
OS2
INV 134
OS3
INV 135
OS3
INV 136
OS2
INV 137
OS1
INV 138
OS2
INV 139
OS2
INV 140
OS3
B. DKHIL
Ferroïc arrangements and phase transformations in BiFeO3 controlled by strain
Fundamental physics of ferroelectrics and related materials 2013 – Ames, IA (USA) 27-30 janvier 2013
A.R. AKBARZADEH, A. AL-BARAKATY, L. BELLAICHE, B. DKHIL, G. GENESTE(C), J. INIGUEZ, I. KORNEV,
L.LOUIS(T), S. PROSANDEEV, D. RAHMEDOV, W. REN, M. STENGEL, E. WALTER, D. WANG, X.H.YAN, Y.
YANG
Peculiar inhomogeneous states in ferroelectrics and multiferroics
P. BECKER
Developing Indo-French projects on X Rays and their applications, related to the international year of
Crystallography 2014
Vibrant Gujarat, International conference, Ahmedabad (Inde), 13 janvier 2013
P. BECKER
From electronic and magnetic distributions to molecular movies
Indian Institute of Technology, Gandhinagar, Gujarat (Inde) 6 février 2013
M. CAZAYOUS, P. ROVILAIN, J. JURASZEK, A.K. ZVEZDIN, L. BELLAICHE, B. DKHIL, A. BARTHELEMY,
M. BIBES
Engineering the magnonic and spintronic response of BiFeO$_(3)$ films by epitaxial strain
APS March Meeting, Baltimore, Maryland (USA) 18-22 mars 2013
G. BALDINOZZI, L. DESGRANGES, D.A. ANDERSSON, P. GARCIA, B. DORADO, D. SIMEONE(C)
Structural features in uranium oxides with fluorite-related structures
In Symp. M. Basic research on ionic-covalent materials for nuclear applications
EMRS Spring meeting, Strasbourg 27-31 mai 2013
C. HUBAULT, I.C.INFANTE, A. BOULLE, N. BOUDE, C. DAVOISNES, L. DUPONT, V. DEMANGE, A. PERRIN,
M.G. KARKUT, N. LEMEE
Domain engineering in the tricolour ferroelectric PbTiO3/SrTiO3/PbZr0.2TI0.8O3 superlattices
EMRS 2013 SPRING MEETING, Strasbourg (France) 28-31 mai 2013
D. SANDO, A. AGBELELE, D. RAHMEDOV, J. LIU, P. ROVILLAIN, C. TOULOUSE, I.C. INFANTE,
A.P. PYATAKOV, S. FUSIIL, E. JACQUET, C. CARRETERO, C. DERANLOT, S. LISENKOV, D. WANG,
J.LE BRETON, M. CAZAYOUS, A. SACUTO, J. JURASZEK, A.K. ZVEZDIN, L. BELLAICHE, A. BARTHELEMY,
M. BIBES, B. DKHIL
BiFeO3 thin films : a fantastic playground for tuning ferroic proerties
EMRS 2013 SPRING MEETING, Strasbourg (France) 28-31 mai 2013
A. SPASOJEVIC, A. IKNI(T), N. EL HASSAN(P.Doc), B. CLAIR(T), P. SCOUFLAIRE, J.M. GILLET,
N.E.GHERMANI(C)
From photochemical and non-photochemical nucleation induced by LASER to experimental and
theoretical interaction energies determination : Carbamazepine III a complete study
Congrès Serbe de la Société de Cristallographie, Belgrade (Serbie) 11 au 16 juin 2013
151
COMMUNICATIONS AVEC ACTES
(dont posters, actes de congrès et communications
orales)
2008
CA 1
OS2
CA 2
OS2
CA 3
OS2
CA 4
OS1
CA 5
OS2
CA 6
OS1
CA 7
OS3
CA 8
OS1
CA 9
OS1
CA 10
OS1
CA 11
OS1
P-E JANOLIN (T), B-K LAI, Y. YUZYUK, L. BELLAICHE, B. DKHIL
Thickness-controlled structure of ferroelectric thin films
Workshop on ferroelectricity, Février 2008
L. LOUIS (T), I. PONOMEREVA, L. BELLAICHE, G. GENESTE, B. DKHIL
Investigation of BaTiO3 Nanowires and Nanocomposited from First Principles
Worshop on ferroelectricity, Février 2008
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I.N. LEONTYEV(P.Doc), S.V. BELENOV, R. REVENKO, B. DKHIL, V.E. GUTERMAN
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Growth of Quantum Paraelectric LaNaTiO3
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Ferroemectric and magnetic instabilities of the multiferroic (BiPb) FeO3
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Effets des interactions électroniques et nucléaires dans des céramiques SiC conventionnelles et
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Transport properties of nanocrystalline and microcistalline Gd-doped ceria.
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D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), A. AUDREN, Y. LECONTE
Behaviour of nanocrystalline silicon carbide under low energy heavy ion irradiation
Material research needs to advance nuclear energy, vol1215 of Mat.Res.Soc.Proceedings, 163168,2010
L. LUNEVILLE(C), D.SIMEONE(C), G.BALDINOZZI, D.GOSSET(C), Y. SERRUYS
How to simulate the microstructure induced by a nuclear reactor with an ion beam facility
Material Research needs to advance nuclear energy, vol1215, Mat.Res.Soc.Proceedings,103-109, 2010
D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), L. MAZEROLLES
Can we describe phase transition in insulators within the landau PT theory framework ?
Materials research needs to advance nuclear energy, vol 1215, 3-10, 2010
2011
CA 76
OS1
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OS2
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OS2
CA 81
OS3
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OS3
CA 83
OS1
CA 84
OS2
G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), Y. ZHANG, W.J. WEBER
Etude par diffraction/diffusion de rayons X du sic irradié par des ions
Journée bilan 2010 du GNR MATINEX, Limoges (France) 20-21 janvier 2011
M. GROTING, I. KORNEV, B. DKHIL, K. ALBE
First-principles study of the lead-free perovskite Na1/2Bi1/2TiO3 : relative phase stabilities and local
structure
Fondamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials. Gaithersburg (USA), 31 janvier 2011
L. LOUIS(T), G. GENESTE(C), B. DKHIL, L. BELLAICHE
Nanocomposite ferroelectrics from first principles
Fondamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials. Gaithersburg (USA),1er février 2011
H. LIDA, T. KOIZUMI, Y. UESU, K. KOHN, N. IKEDA, S. MORI, R. HAUMONT(C), J.M. KIAT
Strong SHG signals observed in ferroelectric/ferromagnetic hexagonal YbFeO3 thin films coupled with
magnetic ordering
Waseda Workshop on multiferroic compounds, Tokyo (JAPON) janvier 2011
I. C. INFANTE
Strain tuning functional properties of oxide thin films
7th Petite Workshop on the Defect Chemical Nature of Energy Materials, Storaas, Kongsberg, Norvège,
février 2011
A. SPOSOJEVIC-DE BIRE, J. PREVOST, N. BOSNJAKOVIC-PAVLOVIC
Crystallographic statistical studies of the decavanadate anion : toward a prediction of the non-covalent
interactions
CPOSS meeting, London (Grande-Bretagne), 30 mars 2011
B. CLAIR(T), A. IKNI(T), H. YANG(P.Doc), F. DUMAS, P. SCOUFLAIRE, A. SPOSOJEVIC-DE BIRE
Non Photochemical Light Induced Nucleation. A tool to crystallize polymorphs on demand ?
CPOSS meeting, London (Grande-Bretagne), 30 mars 2011
G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C), D. SIMEONE(C), S. LECAER, C. LABERTY-ROBERT, C. SANCHEZ, G.MULLER
Nanograin growth in mesoporous thin films
Journées Bilan C’nano Ile de France, Université P. & M. Curie , Paris (France) 24-25 mars 2011
I. C. INFANTE, M. BIBES, B. DUPE, A. COURTIAL, G. GENESTE(C), S. FUSIL, J. JURASZEK, S. LISENKOV,
L. BELLAICHE, B. DKHIL, A. BARTHELEMY
Strain-tuning Ferroic Order Parameters in BiFeO3
2011 MRS Spring Meeting, San Francisco, April 2011
159
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A. IKNI(T), B. CLAIR(T), H. YANG(T), F. DUMAS, P. SCOUFLAIRE, A. SPASOJEVIC DE BIRE
Non Photochemical Light Induced Nucleation. A tool to crystallize polymorps on demand ? Application
to carbamazepine
IV Congrès Algérien de Cristallographie, 14-16 mai 2011, Kenchela (Algérie)
D. GOSSET(C) , A. AUDREN, Y. LECOMTE, L. THOME, I. MONNET, N. HERLIN-BOIME
Structural irradiation damage and recovery in nanometric silicon cardide
E-MRS meeting, Nice (France) 10-12 mai 2011
C. GRYGIEL, I. MONNET, A. QUENTIN, H. LEBIUS, T. MADI, J.M. RAMILLON, S. GUILLOUS, D. LELIVRE,
D.LEVAVASSEUR, S. BOUFFARD, G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C)
In situ X-Ray diffraction for ionic-covalent material study under study under swift heavy ion irradiation
E-MRS Spring 2011 & Bilateral Energy conference symposium : L Basic research on ionic-covalent
materials for nuclear applications, Nice (France) 9-13 mai 2011
M. ANOUFA(T), C. BOGICEVIC, I. KORNEV, F. KAROLAK, J.M. KIAT
First principles and experimental study of nanodots embedded in a dielectric media
EMF 2011 European Meeting on Ferroelectricity, Bordeaux, juin 2011
I. C. INFANTE, J. JURASZEK, G. GENESTE(C), P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, B.DKHIL, B. DUPE, S. FUSIL,
E. JACQUET, M. BIBES, A. BARTHELEMY, S. JAOUEN, J. PACAUD, F. PAILLOUX, S. RAVY, O. DIEGUEZ,
J. INIGUEZ, L.BELLAICHE
Unusual features in multiferroic BiFeO3 films
B. HEHLEN, A. AL-ZEIN, J. ROUQUETTE, J. HLINKA
The soft mode of PbMg1/3Nb2/3O3 investigated by hyper-Raman scattering
European Meeting on Ferroelectricity (EMF) 2011, June 26-July, Bordeaux, France
J.M. KIAT, P.E. JANOLIN, R. HAUMONT(C), N.A. PERTSEV, Y. UESU, C. BOGICEVIC, W. REN,
L.BELLAICHE, A. BATAILLE
Low symmetre ground states in relation with relaxation, Size/Strain effects and antiferrodistorsion in
lead scandium niobate (PSN)
H. LIU(T), P. GEMEINER, R. HAUMONT(C), B. DKHIL
A Novel Multiferroic Solid Solution : Pb(Fe2/3W1/3)O3-PbZrO3
R. JARRIER(T), R. HAUMONT(C), P. BERTHET, G. GENESTE(C), B. DKHIL
Influence of Oxygen Stoichiometry on the Physical Property of Multiferroïc BiFeO3
B. DUPE(T), I.C. INFANTE, S. LISENKOV, H. TOUPET, M. BIBES, S. FUSIL, E.JACQUET, P.E. JANOLIN,
G. GENESTE(C), F. LE MARREC, L. BELLAICHE, A. BARTHELEMY, B. DKHIl
Unusual Features in Multiferroic BiFeO3 Thin Films
M. GROTING(C), I. KORNEV, B. DKHIL, K. ALBE
First-Principles Study of the Lead-Free Perovskite Na1/2Bi1/2TiO3 : Relative Phase Stabilities and Local
Structure
M. IVANOV, M. KINKA, S. RUDYS, C. BOGICEVIC, J.M. KIAT
Size Effects on Dielectric Properties of Nanograin PSN Ceramics
G.GENESTE(C), J.M. KIAT, H. YOKOTA, Y. UESU, F. PORCHER
Structural properties and dielectric relaxation in Li-doped KtaO3 studied by ab-initio and Kinetic Monte
Carlo
The 20th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, Vancouver (CANADA), juillet
2011
160
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OS1
M. ANOUFA(T), J.M. KIAT, C. BOGICEVIC, P. GEMEINER, F. KAROLAK, I. KORNEV, F. PORCHER
Nano-particles, nano-ceramics and nanocomposites of ferroelectric, relaxors and quantum-paraelectric
perovskites
2011
Y. UESU, H. LIDA, T. KOIZUMI, K. KOHN, T. IKADA, S.MOR, R. HAUMONT(C), J.M. KIAT
Ferroelectricity and ferrimagnetism of thin-film stabilized hexagona YbFeo3
2011
J. HERMET(T), P. CORTONA, C. ADAMO
New hybrid functionals for density-functional electronic structure calculations
Ninth Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists, Santiago de
Compostela (ESPAGNE) 17-22 juillet 2011
I. C. INFANTE, B. DUPE, G. GENESTE(C), P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, B.DKHIL
Strain tuning multiferroic BiFeO3 film phases and transitions films
The 20 th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, Vancouver (Canada),juil.2011
I. C. INFANTE, G. GENESTE(C), P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, B. DKHIL, B.DUPE, S. FUSIL, M. BIBES,
A. BARTHELEMY, S. JAOUEN, J. JURASZEK, J.PACAUD, F. PAILLOUX, S. RAVY, O. DIEGUEZ, J. INIGUEZ,
L. BELLAICHE
Near room temperature multiferroic transitions in BiFeO3
ISIF 2011 International Symposium on Integrated Functionalities, Cambridge (Royaume Uni), août 2011
P. CORTONA, J. HERMET(T), C. ADAMO
New hybrid functional for density-functional electronic structure calculations
14 th International Density-Functional Theory Conference, Athènes (Grèce), 29 août-2 septembre 2011
I.C. INFANTE, B. DUPE, G. GENESTE(C), P. GEMEINER, P.E. JANOLIN, B. DKHIL, S. FUSIL, E. JACQUET, M.
BIBES, A. BARTHELEMY, S. JAOUEN, J. JURASZEK, S. RAVY, L. BELLAICHE, O. DIEGUEZ, J. INIGUEZ,
J. PACAUD, F. PAILLOUX
Using strain to pilot multiferroic phases and transitions on BiFeO3 films
E-MRS Fall 2011 Conference, Varsovie (Pologne), septembre 2011
G. MULLER, G. BALDINOZZI, R.N. VANIER, A. RINGUEDE, C. LABERTY-ROBERT, C. SANCHEZ
Optimization of Micro-SOFC Performance through the Control of the Architecture Using a Low Cost
Process
MRS Fall Meeting 2011, Symposium C, Boston (USA), 27 novembre-2 décembre 2011
D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, J.F. BERAR, D. GOSSET(C)
Probing Strain and Microstrain in Nanostructured Thin Layers
MRS Fall Meeting 2011, Symposium SS, Boston (USA), 27 novembre-2 décembre 2011
L. LUNEVILLE(C), D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C)
Displacement cascade decomposition within the Binary Collision Approximation
MRS Online Proceedings library, 1298, 167-172, 2011
D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), G. BALDINOZZI, N. MONCOFFRE, C. DERANLOT
Study of Ion Beam Mixing by x ray reflectometry
MRS Online Proceedings library, 1298, 179-184, 2011
L. DESGRANGES, G. BALDINOZZI, P. RUELLO, C. PETOT
Is UO2 irradiation resistance due to its high temperature bahaviour ?
E-MRS Spring 2011 & Bilateral Energy Conference Symposium L, Nice, May 9-13,2011
D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C), S. LECAER, J.F. BERAR
Grazing incidence diffraction for the study of polycrystalline layers
Size and Strain VI, Presqu’ile de Gien (France) 17-20 october 2011
G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), L. DESGRANGES
Structural Features in Fluorite Compounds Relevant for Nuclear Applications
MRS Fall Meeting211 symposium A, Boston (USA), 27 novembre-2 décembre 2011
161
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G. MULLER, G. BALDINOZZI, R.N. VANIER, A. RINGUEDE, C. LABERTY-ROBERT, C. SANCHEZ
Optimisation of Micro-SOFC Performance through the Control of the Architecture Using a low cost
Process
MRS Fall Meeting 2011, symposium C : in situ studies of solid-oxide fuel-cell materials, Boston (USA) 27
nov-2 déc 2011
D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, J.F. BERAR, D. GOSSET(C)
Probin strain and microstrain in nanostructured thin layers
MRS Fall Meeting 2011, symposium SS : Properties and processes at the nanoscale-nanomechanics of
material behavior, Boston (USA) 27 nov-2 déc 2011
A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, A. IKNI(T), B. CLAIR(T), F. DUMAS, P. SCOUFLARE
Non photochemical Light induced nucleation (NPLIN). A tool to crystallize polymorphs on demand ?
Application to carbamazepine.
GFCC-2011, Paris – novembre 2011
J. IWASAKI, Y. UESU, P.E. JANOLIN, H. IIDA, J.M. KIAT, H. YOKOTA, R. HAUMONT(C)
Synthèse of (Pb-Sn-Ti)0 3 thin films by PLD method and their structural and ferroelectric properties
The 20th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics – Vancouver (Canada) – juillet
2011
P. GEMEINER, G. BALDINOZZI, J.M. KIAT, E. DUL’KIN, E. MOJAEV, M. ROTH, S.B. VAKHRUSHEV,
L. BELLAICHE, S.A. PROSANDEEV, B. DKHIL
The critical high temperatures TBurns and T* in relaxors : origin and nature
The 20th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics – Vancouver (Canada) – Juillet
2011
G. MULLER, G. BALDINOZZI, A. RINGUEDE, C. ROBERT-LABERTY, C. SANCHEZ
Design, Synthesis, Structural and Textural Characterization, and Electrical Properties of Mesoporous
thin films anode for micro-SOFC
220th ECS Meeting, Boston (USA) 9-14 octobre 2011
B.P. UERUAGA, Y. LI, C. LIANG, S. CHOUDHURY, J. VALDEZ, M. PATEL, J. WON, Y. WANG, M. TANG,
D.SAFARIK, D. DYLER, K. McCLELLAN, I. USOV, T. HARTMANN, G. BALDINOZZI, K. SICKAFUS
The role of antisite disorder on Pre-Amorphization swelling in titane Pyrochlores
MRS Fall Meeting 2011, Symposium A : Material challenges in current and future nuclear technologies,
Boston (USA) 27 novenmbre-2 décembre 2011
2012
CA 119
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CA 121
CA 122
CA 123
OS3 S. NOVAKOVIC, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, P. PERTEY, SHI X(T), N. GUIBLIN, C. GATTI, J.P. DJUKIC
Electron density study of a syn-facial Cr-Mn compound. Toward the understanding of the subtility of an
heterometalic bond.
SUM-12, Saclay – janvier 2012
OS1 G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C), D. GORSE-POMONTI, L. DESGRANGES,
P. GARCIA, S. BOUFFARD, I. MONNET, Y. ZHANG
Evolutions structurales et microstructurales dans les matériaux du nucléaire
Journée bilan 2011 du GNR MATINEX, Lyon (France) 1-3 février 2012
OS1 G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C), D. SIMEONE(C), C. LABERTY-ROBERT, C. SANCHEZ, G. MULLER,
S. LECAER
Structure & ordre local dans les nanomatériaux à architecture complexe (SOLNAC)
Journées bilan C’nano Ile de France, Université de Paris 7, Paris (France) 6 février 2012
OS3 B. CLAIR(T), A. IKNI(T), P. SCOUFLAIRE, S. VEESLER, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
A method to probe NPLIN on glycine and histidine : a new path to understand nucleation
CPOSS meeting, London (UK) - 2 avril 2012
OS3 A. IKNI(T), A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, P. SCOUFFLAIRE, B. CLAIR(T), S. VEESLER
Non photochemical light induced nucleation (NPLIN). Application to carbamazepine (CBZ)
162
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OS3 N. EL HASSAN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, J.M. GILLET, N.E. GHERMANI, P. ESPEAU, Y. CORVIC, C. ALZINA
High resolution X-Ray diffraction, ab initio calculations and thermodynamic measurements to go insight
the polymorphism of drugs. Application to paracetamol and piracetam
OS3 A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, P. SCOUFLAIRE, A. IKNI(T), B. CLAIR(T), E. JEAN-BART, J. BEAUNIER, F. SAIG,
Y. LE TENO
Photochemical Light induced nucleation
OS3 X . XU(T), N. BOSNJAKOVIC-PAVLOVIC, D. KRSTIC, M. COLOVIC, V. VASIC, P. WU, Y.WEI,
A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Crystal structures and Na+/K+ATP-ase inhibition properties of functionalized hexavanadate : a new
series with promising properties
OS3 N. EL HASSAN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, J.M. GILLET, N.E. GHERMANI, P. ESPEAU, Y. CORVIS,
C. ALZINAC
High resoution X-Ray diffraction, ab initio calculations and thermodynamic measurements to go inside
the polymorphism of drugs. Application to piracetam
Serbian crystallographic association – Belgrade (Serbie) mai 2012
OS3 S. NOVAKOVIC, X. SHI(T), P. FERTEY, N. GUIBLIN, C. GATTI, J.P. DJUKIC, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Electron density study of a syn-facial Cr-Mn compound. Toward the understanding of the subtility of an
heterometalic bond
OS3 N. EL HASSAN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, J.M. GILLET, N.E. GHERMANI, P. ESPEAU, Y. CORVIS, C. ALZINA
High resolution X-ray diffraction, ab initio calculations and thermodynamic measurements to go insight
the polymorphism of drugs. Application to piracetam
OS3 X. XU, N. BOSNJAKOVIC-PAVLOVIC, S. NOVAKOVIC, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Non covalent interactions, a combined, approach using high resolution diffraction experiment, ab initio
calculation, CSD analysis and molecular interaction fiels determination. Application so small organic
molecules
OS3 A. IKNI(T), A. MENDRE, W. LI, G. BOGDANOVIC, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Could we easily determine the crystal packing type (dimer, 1D, 2D, 3D) ? Application to small organic
molecules.
OS3 B. CLAIR(T), A. IKNI(T), P. SCOUFLAIRE, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
NPLIN of glycine and carbamazepine
OS2 C. RABACHE(T), G. BOUCHET, G. DE CALAN, C. BOGICEVIC, J.M. KIAT
Microstructural and mechanical properties of alumina-based (ZTA) composites for industrial production
ECCM15, Venise (Italie), 24-28 juin 2012
OS2 H. DAMMAK
Thermal interaction between dielectric nanomaterials and planck radiation
13ème journées de la Matière condensée de la SFP, Montpellier, 27 au 31 aoüt 2012
OS2 C. COCHARD(T), O. GUESDES, B. FROELICH, C. BOGICEVIC, X. BRIL, N. GUIBLIN, P.E. JANOLIN
PYN-PT / dielectric and structural study
ISAF, Aveiro (Portugal) – juillet 2012
OS2 C. COCHARD(T), O. GUESDES, B. FROELICH, C. BOGICEVIC, X. BRIL, N. GUIBLIN, P.E. JANOLIN
PYN-PT / dielectric and structural study
EMRS12, Varsovie (Pologne) – 17 au 21 septembre 2012
163
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OS2 P.E. JANOLIN, N.A. PERTSEV, L. BELLAICHE, D. SICHUGA
Giant magnetoelectric effect in strained multiferroic heterostructures
The 21st IEEE International Symposium on applications of ferroelectrics, 11th European Conference on
Application of Polar Dielectrics, International Symposium on Piezoresponse Force Microscopy, Aveiro
(Portugal) Juillet 2012
OS1 L. DESGRANGES, G. BALDINOZZI
Comment caractériser un défaut compliqué dans une structure simple : à la découverte du cuboctaèdre
dans UO2
13ème journées de la matière condensée, session MC17, Montpellier (France) 27-31 août 2012
OS2 P.E. JANOLIN, N.A. PERTSEV, L. BELLAICHE, D. SICHUGA
1st-principle based description of couplings in strained multiferroic heterostructures
EMRS 2012, Varsovie (Pologne) – 17 au 21 septembre 2012
OS3 N.E. GHERMANI, N. EL HASSAN(P.Doc), J.M. GILLET, N. GUIBLIN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Electron properties of pharmaceutical molecules
European Crystallographic meeting, ECM 27, Bergen (Norvège) 2-7 août 2012
OS3 N.E. GHERMANI, N. EL HASSAN(P.Doc), J.M. GILLET, N. GUIBLIN, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
High resolution crystallography of small molecules : is it the future of pharmaceutical research ?
20th SC-XRD users Meeting (Allemagne) 23-25 septembre 2012
OS3 A. SPASOJEVIC-DE-BIRE, A. IKNI(T), B. CLAIR(T), N. GUIBLIN, I. KORNEV, X. SHI, J. LONG, H. YANG,
W. LI, A. MENDRE, P. SOUFLAIRE, E. JEAN-BART, J. BEAUNIER, F. SAIAG, P. ESPEAU, Y. CORNIS, C.
ALZINA, N.E. GHERMANI, N. EL HASSAN(P.Doc), F. DUMAS, S. VEESLER, Z. HAMMADI
Non photochemical light induced nucleation
Journées nationales en nanosciences et nanotechnologies, Strasbourg (France) 7-9 novembre 2012
OS1 G. BALDINOZZI, L. DESGRANGES, D. SIMEONE(C), C.PETOT
Polarons as intriguing buildingblocks of the enhanced radiation resistance in UO2
In Symp. HH. Advances in materials for nuclear energy, Materials research society Fall Meeting,
Boston(USA), novembre 2012
OS1 D. GOSSET(C), A. JANKOWIAK, T. VANDENBERGHE, M. MZXEL, C. COLIN, N. LOCHET, L. LUNEVILLE(C)
Effect of high temperature heat treatment on the microstructure and mechanical properties of third
generation SiC
In Symp. HH. Advances in Materials for Nuclear Energy, Materials Research Society Fall Meeting,
Boston(USA) novembre 2012
OS1 L. LUNEVILLE, L. LARGEAU, C. DERANLOT, N. MONCOFFRE, Y. SERRUYS, G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C)
Nano-structuration of Cr/Si layers induced by ion beam mixing
In Symp. HH. Advances in Materials for Nuclear Energy, Materials research society fall meeting, Boston
(USA) novembre 2012
OS1 G. MULLER, A. RINGUEDE, G. BALDINOZZI, C. SANCHEZ, C. LABERTY-ROBERT
Designing micro-SOFC de vices through the sol-gel process ?
In Symp. I. Functional Materials for solid oxide fuel cells, Materials research Society Fall Meeting,
Boston (USA) novembre 2012
OS3 A. IKNI(T), B. CLAIR(T), P. SOUFLAIRE, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Non photochemical light induced nucleation of carbamazepine in polar protic and aprotic solvents
Collaborative conference on crystal growth, Orlando (USA) 11-14 décembre 2012
OS3 B. CLAIR(T), A. IKNI(T), P. SCOUFLAIRE, A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Understanding photophysical effects : NPLIN on glycine and L – glutamic acid
Collaborative conference on crystal growth, Orlando (USA) 11-14 décembre 2012
OS1 G. BALDINOZZI, L. DESGRANGES, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), L. LUNEVILLE(C)
Structural features in fluorite compounds relevant for nuclear applications.
Material charllenges in current and futue nuclear technologies, vol 1383 of Mat.Res.Soc.Proceedings,
35-40, 2012
164
CA 150
OS1 G. BALDINOZZI, D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), J.F. BEAR
Probing strain and microstrain in nanostructured thin layers
Properties and processes at the nanoscale nanomechanics of material behavior, vol 1424 of
Mat.Res.Soc. Proceedings, pages 133-138, 2012
2013
CA 151
CA 152
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CA 154
CA 155
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CA 162
OS2 M. GROTING, I. KORNEV, B. DKHIL, K. ALBE
Lead-free relaxor ferroelectric Na1/2Bi1/2Ti03 : on the stability and ferroic properties of chemically
ordered nanoregions
OS2 L. LOUIS(T), I. KORNEV, G. GENESTE(C), B. DKHIL, L. BELLAICHE
Novel complex phenomena in ferroelectric nanocomposites
OS1 D. GOSSET(C), J.M. ESCLEINE, A. MICHAUX
Neutron absorber materials in fast reactors : behavior under irradiation and perspectives
IEAE FR13 Meeting, IAEA-TECDOC, Paris (France) 4-7 mars 2013
OS1 X. DESCHANELS, S. DOURDAIN, J. CAUSSE, S. LECAER, D. SIMEONE(C)
Radiation damages on mesoporous silica.
Symp. M: Basic research on ionic-covalent materials for nuclear applications. EMRS Spring meeting,
Strasbourg, 27-31 mai 2013
OS1 D. SIMEONE(C), D. GOSSET(C), G. SCOL, D. CRACIUN, N. STEFAN, V. CRACIUN
The impact of the elaboration of the microstructure of material submitted to harsh environments :
behavior of Sic under irradiation. In Symp. G : Alternative approaches of SiC and related wide bandgap
materials in light emitting and solar cell applications
EMRS Spring meeting, Strasbourg, 27-31 mai 2013
OS2 I. FINA, N. DIX, J.M. REBLED, P. GEMEINER, X. MARTI, S. ESTRADE, F. PEIRO, B. DKHIL, F. SANCHEZ,
L. FABREGA, J. FONTCUBERTA
Large direct magnetoelectric effect in ferroelectric – ferromagnetic epitaxial heterostructures thanks to
appropriate architecture selection
E-MRS 2013 SPRING MEETING, Strasbourg (France) 28-30 mai 2013
OS2 C. RABACHE(T), G. BOUCHET, G. DE CALAN, J.M. KIAT, N. GUIBLIN, F. PORCHER
Stability of t-Zr02 particles in alumina-zirconia composites : a fundamental study for applicative
properties
13th International conference of the European Ceramics Society – Limoges (France) Juin 2013
OS1 D. GORSE-POMONTI, N.L. DO, N. BERERD, N. MONCOFFRE, G. BALDINOZZI
Titanium and zirconium oxidation under argon irradiation in the low MeV range
Advances in Materials for nuclear Energy, vol 1514 of Mat.Res.Soc.Proceeding, 8832719, 2013
OS1 L. LUNEVILLE(C), L. LARGEAU, C. DERANLOT, N. MONCOFFRE, Y. SERRUYS, F. OTT, G. BALDINOZZI,
D.SIMEONE(C)
Nanostructuration of Cr/Si layers induced by ion beam mixing
Advandes in Materials for Nuclear Energy, vol 1514, Mat. Res.Soc.Proceedings, 8841818, 2013
OS1 D. GOSSET(C), A. JANKOWIAK, T. VANDENBERGHE, M. MAXEL, C. COLIN, N. LOCHET, L. LUNEVILLE(C)
Effect of high temperature heat treatment on the microstructure and mechanical properties of third
generation SiC fibers
Advances in Materials for Nuclear energy, vol 1514 of MAT.Res.Soc.Proceeding, 8866115, 2013
OS1 D. SIMEONE(C), G. BALDINOZZI, D. GOSSET(C), G. DEMANDE, Y. ZHANG, L. LUNEVILLE(C)
An attempt to handle the nanopatterning of materials created under ion beam mixing
Advances in Materials for nuclear energy, vol 1514 of Mat.Res.Soc.Proceeding, 8873760 (2013)
OS3 C.A. GUIDO(P.Doc), P. CORTONA
Understanding molecular excitations character made simple
TDDFT Conference, Nantes, 23-26 avril 2013 (France)
165
CA 163
CA 164
OS3 X. XU(T), N. BOSNJAKOVIC-PAVLOVIC, S. NOVAKOVIC, J.M. GILLET, Y. WE, N.E. GHERMANI(C),
A.SPASOJEVIC DE BIRE
Experimental and theoretical charge density study of a functionnalized hexavanadate
Congrès serbe de la Société de cristallographie, Belgrade (Serbie) 11 au 18 juin 2013
OS3 X. SHI(T), N. EL HASSAN(P.Doc), N.E. GHERMANI(C), A. SPASOJEVIC DE BIRE
Preliminary experimental results on charge density of piroxicam
Congrès serbe de la Société de cristallographie, Belgrade (Serbie) 11 au 18 juin 2013
166
AUTRES CONFERENCES INVITEES
2010
A.INV1
OS3
A.INV2
OS3
P. BECKER
The French vision, through the international and industry/academy strategie
Global Summit on Higher education and partnership, Delhi, February 2010
J.M. GILLET
Le project CEDA, analyse conjointe d’expériences de diffusion pour une détermination de la densité de
charge et de spin dans les espaces position et impulsion
Congrès de l’Association Française de Cristallographie, Strasbourg, 7-10 juillet 2010
2012
A.INV3
A.INV4
A.INV5
A.INV6
OS3 A.SPASOJEVIC-DE-BIRE
Ecole Centrale Pékin : une formation unique pour des ingénieurs chinois biculturels
Journées des hydrocarbures, Paris (France) 10-11 octobre 2012
OS3 A . SPASOJEVIC-DE-BIRE
Ecole Centrale Pékin : One team, one vision in a sino-french partnership
Exploring difference-Transnational Education-Models, Drivers and Challenges
Ninth conference in the International Dialogue on Education (ID-E) Berlin Series, Tuesday, Embassy of
Canada, Berlin (Allemagne) 23 octobre 2012
OS3 A. SPASOJEVIC-DE-BIRE
Ecole Centrale Pékin : a multicultural engineering education in the context of a sino-french partnership
FISITA, Beijing (Chine) 27-30 novembre 2012
Q.D. NGUYEN
L’Université au Musée : Témoins d’une époque, les mots vietnamiens d’origine française
40ème anniversaire et année croisée VN /F et 50ème anniversaire de la coopération Fr/De, dans le cadre
des coopérations avec le Vietnam – Musée Cernuschi – Paris (France) novembre 2012
2013
A.INV7
A.INV8
A.INV9
Q.D. NGUYEN
Conférence sur le Vietnam dans le cadre de la préparation de campus international en Asie
des coopérations avec le Vietnam – Campus Barreau – Paris (France) mars 2013
Q.D. NGUYEN
Formation Franco-Allemande dans l’enseignement supérieur et la recherche : quelle valeur ajoutée pour
l’emploi des jeunes
des coopérations avec le Vietnam – Ambassade d’Allemagne – Paris (France) avril 2013
Q.D. NGUYEN
Les transferts scientifiques entre l’Allemagne et la France en sciences naturelles et physiques. Bilan et
perspectives.
des coopérations avec le Vietnam – Institut de France – Paris (France) avril 2013
167
SEMINAIRES AU LABORATOIRE
2008
S1
S2
S3
Darko KAPOR (invité de A. Spasojevic)
Condensed matter research at the Department of Physics, Novi Sad
Le 1er février 2008
Tomasz WESOLOWSKI - université de Genève (Suisse) (invité de Pietro Cortona)
One-electyron equations for embedded orbitals : challenge for the theory and recent applications in
computer modelling of complex materials
le 14 mai 2008
Guru ROW (invite de P. Becker)
Intra and inter molecular interactions involving organic fluorine in molecular crystals
Le 2 juillet 2008
2010
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S 10
S 11
S 12
S 13
Jean-Claude Bocquet – Laboratoire LGI
"Sciences es système : système entreprise/système produit."
07 Octobre 2010 - Cafes Sciences de l'Ecole Doctorale de l'ECP
Marina Tyunina – Université d’Oulou (Finlande)
"Dielectric measurements on ferroelectric thin films."
18 mai 2010 - Salle de réunion SPMS
D. Briand – IMT / EPFL (Suisse)
"On the challenges of materials integration in Microsystems based power sources”
4 juin 2010 - Salle de réunion SPMS
A. Carretero – ICMAB (Espagne)
"Croissance et etude de nanofils d’oxydes fonctionnels"
2 juillet 2010 - Salle de réunion SPMS
Journée des thésards de SPMS
21 octobre 2010
F. Bielsa - Laboratoire National de Métrologie et d'Essais
"La balance du watt : détermination de la constante de Planck "
29 octobre 2010 - Salle de conférences (DR)
KRS. Preethi Meher – Indian Institute of Science, Bangalore (Inde) - Materials Reseach Centre
"Structural dielectric and magnetic characterization of double perovskites"
18 novembre 2010 - Salle de conférences (DR)
X. LI - Institut de céramiques de Shanghai (Chine)
"Research Progress in the Resistance Switching of Transition Metal Oxides for FRAM Application"
H. LUO - Institut de céramiques de Shanghai (Chine)
" Investigation of lead-free piezoelectric Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3 (NBBT) single crystals"
B. HEHLEN – Université de Montpellier – Laboratoire des verres
" Application of Hyper Raman to relaxor"
30 novembre 2010 - Salle de réunion SPMS
168
2011
S 14
S 15
S 16
S 17
S 18
S 19
S 20
S 21
S 22
S 23
S 24
Pr ITO – Institut of Technology de Tokyo
“New Ferroelectric and Ferromagnetic Materials and Isotope Enrichment Effects”
3 février 2011 - Salle de réunion SPMS
Pr ART CHO - Korea University – Department of Bioinformatics
“Quantum Mechanical Calculations in Drug Discovery”
J. HENN – Université de Bayreuth – Laboratoire de Christallographie
" Data and Model Quality in Charge Density Studies"
10 février 2011 - Salle de réunion LGI
A. CHRONEOS – Université de Cambridge
" Défauts dans les matériaux pour applications énergétiques"
7 mars 2011 - Salle de réunion SPMS
Pr TRULS NORBY – Université d’Oslo
" Dopants and defects and their notation in inherently defective oxides"
M. BAHOUT – Université de Rennes
"High-temperature redox chemistry of potential SOFC electrode materials monitored by in situ neutron
diffraction and XANES under H2 and O2 flow"
4 mai 2011 - Salle de réunion SPMS
Zhang WEI – Ecole Centrale Pékin
"Nanocarbones fluorés : de la synthèse aux applications industrielles"
28 septembre 2011 - Salle de réunion SPMS
Pascal RUELLO – Université du Mans
"Photo-génération de phonons acoustiques cohérents dans les composés piézoélectriques par impulsion
laser femtoseconde"
20 octobre 2011 - Salle de réunion SPMS
Danjela KRSTIC & Mirjana COLOVIC – MSTD Serbie
"ATPases – activity and inhibition"
Xu XIAO – Doctorant SPMS
"New neonicotinoids Analogues with Tetrahydropyrimidine Fixed cis-Configuration : Design, Insecticidal
Activities and molecular docking"
Pierre BECKER
Densités d’électrons : de la cohésion de la matière au cinéma moléculaire
25 octobre 2011 – Salle de conférence (DR)
2012
S 25
S 26
S 27
Wojcieh SZUSZKIEWICZ – Institut de Physique de l’Académie des Sciences de Pologne
"Temperature evolution of (Pb, Cd)Te solid solution structure"
Guido CIRO – Post Doc (dynamique moléculaire Ab-initio) – Univ. De Lausane (Suisse)
Effets de solvant sur les chromophores, le tout traité par la TD-DFT (time-dependent density-functional
theory)
22 février 2012 – salle de réunion SPMS
Olivier COPIE - Post Doc – CRISMAT Caen
Gaz électronique bidimensionnel à base de titanate de stronium : propriétés d’interface ou de surface.
169
S 28
S 29
S 30
S 31
S 32
S 33
S 34
S 35
Nikolay PERTSEV – Académie des Sciences de St Petersburg (Russie)
Magnetization dynamics in epitaxial ferromagnetic films : Dramatic effects of lattice strains and voltage
control via ferroelectric substrate.
18 avril 2012 – salle de reunion SPMS
Pr IKEDA – Université d’Okayama (Japon)
Composés du type LuFeO4, YbFeO4, etc.. qui présentent des transitions d’ordre de charge, magnétiques,
ferroélectriques
19 avril 2012 – salle de réunion de la DR
Nouha EL HASSAN
 Etude des Processus de photoiexcitation et de phtoionisation dans les ions multichargés
 High resolution X-ray diffraction, ab initio calculations and thermodynamic measurements to to insight
the polymorphism of drugs. Application to piracetam.
11 mai 2012 – salle de réunion SPMS
Pr Duong Ngoc Nguyen – Hanoi University of Science and Technology
Design et caractérisation des matériaux en film mince pour l’optoélectronique et le photovoltaïque
13 juin 2012 – salle de réunion SPMS
Carlo ADAMO – Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris
Charge transport in poly-imidazole membranes : a fresh appraisal of the Grotthuss mechanism
1er octobre 2012 – salle de réunion SPMS
D. TSVETKOV – Ural university
"Defect structure and related properties of double perovskites REBaCo2-xFexO6-d (RE=Pr, Gd, x=O, O.2) "
Octobre 2012 – salle de réunion SPMS
O. COPIE – Laboratoire de cristallographie et science des matériaux (CRISMAT / ENSICAEN)
"Emergences de nouvelles propriétés à l’interface de matériaux oxydes"
15 novembre 2012 – salle de conférences (DR)
W. SZUSKIEWICZ – Institut de Physique de l’Académie des Sciences de Pologne
« Neutron scattering studies of magnetic semiconductor superlattices »
11 décembre 2012 – salle de réunion SPMS
2013
S 36
S 37
S 38
S 39
S 40
Samuel MARGUERON – Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Système de l’Université de
Lorraine et Supélec – Metz
Mesures des contraintes par diffusion raman dans les films minces ferroelectriques
23 avril 2013 – salle de réunion SPMS
Arnaud FOUCHET – Groupe d’Etude de la matière condensée de l’UVSQ
Couches minces d’orthoferrite antiferromagnétique canté (SmFeO3) : haute température s de Néel et de
réorientation de spin ainsi que sur la transition métal-isolant par réduction de dimensionnalité dans le
SrVO3
25 avril 2013 – Salle de réunion SPMS
Bertrand CLAIR – Laboratoire SPMS
Un point sur les techniques de photonucleation ; La photocristallisation : enjeux et hypothèses
24 janvier 2013 – salle de réunion SPMS
Hichem DAMMAK – Laboratoire SPMS
Propriétés d’absorption de Nanoparticules dans le domaine IR : Polarisabilité – Modèle d’interaction avec
une onde EM
14 février 2013 – salle de réunion SPMS
Guilhem DEZANNEAU et Alistar OTTOCHIAN – Laboratoire SPMS
Diffusion mechanisms in oxygen and proton ion conductors through molecular dynamics
28 mars 2013 – salle de reunion SPMS
170
S 41
S 42
S 43
Ciro Achille GUIDO – Laboratoire SPMS
On the metric of charge tansfer molecular excitations : a simple chemical descriptor
19 avril 2013 – Salle de conférence (DR)
Doru C. LUPASCU - University of Duisburg-Essen
Several aspects of particular PhD-theses performed in our laboratory and some more general talks about
principal research directions in both institutions
13 et 14 juin 2013 – salle de conference (DR)
Paula VILARINHO – Université d’Aveiro (Portugal)
Piezoelectrics and Tissue Engineering : perspectives for new relations
27 juin 2013 – salle de reunion SPMS
171
SEMINAIRES DONNES A L’EXTERIEUR
2008
SE 1
OS2
SE 2
OS2
SE 3
OS2
M. GUENNOU(T)
Domain engineering in piezoelectric PZN-XPT single crystals
Schlumberger, le 26 février 2008
M. GUENNOU(T)
Modifications des proprieties électromécaniques de monocristaux piézoélectriques PZN-XPT :
ingénierie des domains
Villetaneuse, le 3 avril 2008
H. DAMMAK
Ingenierie des domains dans les cristaux piézolélectriques
Laboratoire des Matériaux ferroélectriques, Sfax (Tunisie), le 12 mars 2008
2010
SE 4
OS2
SE 5
OS2
SE 6
OS2
SE 7
OS2
SE 8
OS2
SE 9
OS2
SE 10
OS2
SE 11
OS2
SE 12
OS2
SE 13
OS2
JM. KIAT
Effet de taille dans les composés relaxeurs et les phases morphotropiques
ICMMO, Orsay, mai 2010
H. DAMMAK
Un thermostat quantique pour la dynamique moléculaire
CEA DAM, Bruyère le Châtel, 25 mai 2010
H. DAMMAK
Comment simuler des comportements quantiques en utilisant la mécanique classique ?
JSNUM 2010, 16ème édition des journées de simulation numérique, Paris, 7-11 juin 2010
JM. KIAT
Downscaling of ferroelectric and relaxor particles : dielectric and structural properties at nanosizess
Compagnie MUROTA, Yasu (Japon), mai 2010
B. DKHIL
Giant piezoelectricity of how to convert efficiently mechanical energy to electricity
Schlumberger, Clamart, février 2010
B. DKHIL
Ferroic nanostructures
ICMAB, Barcelone (Espagne) mai 2010
B. DKHIL
Ferroics at nanoscale
Université de Limoges,mars 2010
B. DKHIL
BiFeO3 : a model system for polar and tilt competing
EPFL, Lausanne (Suisse), novembre 2010
P.E. JANOLIN
Transitions de phase dans les couches minces ferroélectriques pérovskites : dépasser le pseudocubique
Laboratoire CRISMAT – CNRS-ENSICAEN, Caen, septembre 2010
P.E. JANOLIN
How ferroelectrics handle stress and pressure
Dép.Physique Théorique & Appliquée, Sce Physique de la Matière Condensée – CEA-DAM, Bruyère
le Chatel, octobre 2010
172
SE 14
OS2
I. CANERO INFANTE
How strain drives phases and functionalities on BiFeO3
Laboratoire CRISMAT, Caen, 14 décembre 2010
2011
SE 15
OS3
SE 16
OS2
SE 17
OS2
SE 18
OS2
A. SPASOJEVIC
Le Projet ECPk, retour d’Expérience
Réunion annuelle de la CTI, Atelier international, Neuilly/Seine, 7 février 2011
I. C. INFANTE
Multiferroic BiFeO3thin films : a complex interplay of phases, transitions and strain
Institut P’, Poitiers, 19 octobre 2011
P.E. JANOLIN, C. COCHARD(T)
Smart materials : functional oxides for piezo sensors
Schlumberger’s Workshop on Sensors, Paris – octobre 2011
P.E. JANOLIN
Structures, properties and modeling of perovskite – a brief overview
Institue of physics, Polish Academy of Sciences, Varsovie (Pologne) – décembre 2011
2012
SE 19
OS2
SE 20
OS2
SE 21
OS2
H. DAMMAK
Electromechanical properties of perovskite single crystals at cryogenic temperatures
6th European Workshop on Piezoelectric Materials, Montpellier, 11-13 juillet 2012
H. DAMMAK
Planck or Quantum Thermostats for Molecular Dynamics Simulation
Laboratoire des Solides irradiés, Ecole Polytechnique, 17 septembre 2012
P.E. JANOLIN
The twist and turns of perovskites
Department of dielectrics, Institute of Physics, Czech Academy of Science – Pragues – 8 novembre
2012
2013
SE 22
OS2
SE 23
OS2
SE 24
OS2
SE 25
OS2
J.M. KIAT
Core-shell structure of ferroelectrtic materials
Tokyo Institute of Technology, Yokohama (Japon) avril 2013
B. DKHIL
Artificial multiferroic NanoComposites : Towards magnetoelectric Materials-by-Design
Mid-Term Review Meeting, Ankara (Turquie) avril 2013
B. DKHIL
What can we expect from ferroelectrics interacting with light
Université de Lisbonne (Portugal) Mai 2013
I.C. INFANTE
BIfEo3 a fantastic playground for tuning ferroic properties
Institut des molécules et matériaux du Mans, Université du Maine – juin 2013
173
PARTICIPATION OUVRAGES
2010
OS1
OUV 1
OUV 2
OS1
OUV 3
G. BALDINOZZI, K.L. SMITH, Y. YASUDA, Y. ZHANG
Book : Materials Research Needs to Advance Nuclear Energy, edited by G.
Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 1215 (2010)
N. QUY DAO
Book : Provenance and properties of Gems and Geo-Materials
PRO-Gem-Geo-Mat (2010)
G. BALDINOZZI, Y. ZHANG, K.L. SMITH, K. YASUDA
Book : Materials research needs to advance nuclear energy
Materials Res.Soc.Symp Proceeding, vol 1215. Warrendale, PA, (2010) ISBN 978-1-60511-188-9
2011
OUV 4
OS2
OUV 5
OS2
OUV 6
OS2
OUV 7
OS3
OUV 8
OS1
OUV 9
OS2
P.E. JANOLIN
Effet des Contraintes sur les couches minces
Book : EGEM – Dielectriques ferroélectriques intégrées sur silicium – Chap.2 - 45-87 (2011)
G. LE RHUN, B. DKHIL, P. GEMEINER
Caractérisation psysico-chimique et électrique
Book : EGEM – Dielectriques ferroélectriques intégrées sur silicium – Chap.5 – 187-210 (2011)
B. GUIGUES(T)
Capacités variables ferroélectriques
Book : EGEM – Dielectriques ferroélectriques intégrées sur silicium – Chap.10 – 383-419 (2011)
P. BECKER, B. GILLON
Magnetization densities in material sciences
Book:Modern charge density anlysis (C.Gatti), ed. Springer Verlag (2011)
M. SAMARAS, C. CHUN FU, T. SANG BYUN, M. STAN, T. OGAWA, A. MOTTA, D. SIMEONE(C), R.
SMITH,
L. WANG, X. ZHANG, O. KRAFT, M. DEMKOWICZ, M. LI
Book : Advanced Materials for Applications in Extreme Environments
J.M. KIAT
Book : Relaxation diélectrique et phases morphotropiques dans les nanomatériaux – Rayons X et
matière: RX 2009 – Ed. P. GOUDEAU, R. GUINEBRETIERE, R. HERMES – Science publication (2011)
2012
OUV 10
OUV 11
Q.D. NGUYEN, M. JOUAN, Q.H. NGUYEN
Book : Remoteand in Situ Raman analyses using optical fibers
Spectroscopy & its applications, edited by V.M. DANG, Q.D. NGUYEN, X.Q. VU, H. TOMOKATSU,
N.M.KHAIDUKOV, N. TRANG – Vietnam (2012)
T.Q. NGUYEN, E. DA SILVA, M. JOUAN, Q.D. NGUYEN
Book : A new raman spectrometer using a digital micromirror device and a photomultiplier tube
detection for rapid on-line industrial analysis
Spectroscopy and its appliations, edited by V.M. DANG, Q.D. NGUYEN, X.Q. VU, H. TOMOKATSU,
174
OUV 12
OUV 13
OUV 14
OS3
OUV 15
OS3
OUV 16
OS3
OUV 17
OS3
OUV 18
OS3
Q.D. NGUYEN, M. JOUAN, T.H. MAI
Book : Caracterisations des topazes vietnamiennes par les techniques spectroscopiques
T.N. TRAN, P. GEMEINER, Q.D. NGUYEN
Book : Determination de la composition chimique de 413 calculs urinaires vietnamiens par la
spectrometrie de diffusion Raman
J.M. GILLET, T. KORITSANSKY
Book : Past, Present and Future of charge density and density matrix refinements
Modern charge dentisy analysis, Ed. C. Gatti & P. Macchi – pub. Springer, Chap 5, 181-211 (2012)
J.M. GILLET
Book : Local models for joint position and momentum density strudies
P. BECKER, B. GILLON
Book : Magnetization densities in material science
P. CORTONA
Book : Recent progress towards improved exchange-correlation density functionals
Theoretical & computational developments in modern density fucntional theory, Ed. A.K. Roy –
Nova Publishers, Chap. 2 (2012)
J. HERMET(T), C. ADAMO, P. CORTONA
Book : Towards a greater accuracy in DFT calculations : from GGA to hybrid functionals
Quantum simulations of materials and biological systems – J. Zend, ed. Springer (2012)
2013 (au 30 juin : 0)
175
THESES
SOUTENUES
OS4 Emile BĖVILLON
Etude théorique des matériaux conducteurs protoniques BaSnO3
Soutenue avec succès - septembre 2009
OS4 Yanzhong WANG
Etude de l'influence de la microstructure sur les propriétés de transport de céramiques
nanostructurées
OS1 Mathieu FRACZKIEWIICZ
Influence du Cr sur les propriétés thermomécaniques du dioxyde d'uranium
OS2 Bertrand DUPĖ
Nouveaux matériaux multiferroïques pour les nouvelles applications de la microélectronique
Soutenue avec succès - novembre 2010
OS4 Marc-David BRAIDA
Nouveau matériaux et concepts pour piles à combustible SOFC
Soutenue avec succès - décembre 2010
OS4 Yang HU
T1
T2
T3
T4
T5
T6
Study of GdBaCo2-xMxO5+δ(M=N, Fe ; x=0,0.1, 0.2,…) as new cathode materials for IT-SOFC application
Soutenue avec succès - 25 mars 2011
OS2 LIU Hongbo
T7
Etude de nouveaux matériaux multiferroïques avec coexistance multiple d’instabilités ferroïques et
structurales
Soutenue avec succès – 4 novembre 2011
OS1 MARCET Mathieu
T8
Etude de la fracturation mécanique de la structure à haut taux de combustion des combustibles irradiés (RIM)
en traitement thermique
T9
T 10
T 11
T 12
Soutenue avec succès – 07 octobre 2012
OS2 THIERCELIN Mickaël
Piezoélectrique cryogéniques pour actuateur dans l’espace et Matériaux sans plamb pour
transducteurs acoustiques
Soutenue avec succès – 27 octobre 2012
OS2 ANOUFA Mickaël
Nanocomposites et effets de dimensionnalité pour le stockage de l’énergie
Soutenue avec succès - 19 décembre 2012
OS2 LOUIS Lydie
Modélisation et étude de nanotubes ferroélectriques de type BaTiO3
Soutenue avec succès – 25 juin 2013, en association avec l’Université de Fayetteville, Arkansas
OS2 HENTATI Mouhamed-Amin
Effets des inhomogénéités locales et des contraintes extérieures sur les propriétés diélectriques et
structurales des monocristaux PZN-x%PT
Soutenue avec succès – 15 juin 2013
176
THESES EN COURS
T 13
OS2
T 14
OS1
T 15
OS2
T 16
OS3
T 17
OS3
T 18
OS2
T 19
OS2
T 20
OS2
T 21
OS3
T 22
OS1
T 23
OS1
T 24
OS2
T 25
OS2
T 26
OS3
NAHAS Yousra
Gauge theory for relaxor ferroelectrics
Prévue 10 juillet 2013
PIZZI Elisabetta
Influence de la pression partielle d’oxygène sur les concentrations en défauts et sur la diffusion de
l’oxygène dans l’UO2+X
Prévue 2013
RABACHE Camille
Elaboration, Caractérisation et étude Microstructurale des Nanocomposites Alumin-Zorcone (ATZ et
ZTA)
Prévue 2013, en association avec la Sté NANOE
IKNI Aziza
Non photochemical Light Induced Nucleation : Applications aux composes pharmaceutiques
Prévue en novembre 2013
CLAIR Bertrand
Non photochemical Light Induced Nucleation : Compréhension du mécanisme, approche
expérimentale et théorique
Prévue fin 2013
FAYE Romain
Mn Ge Te comme nouvel Archeotype de materiaux multifonctionnels
Prévue 2014
PROKHORENKO Sergey
Multiscale Modeling of multiferroic nanocomposites
Prévue 2014
COCHARD Charlotte
Transduction acoustique pour des applications downhole : recherche des hauts coefficients
piézolélectriques à haute température
Prévue 2014
XU Xiao
Charge density studies on functionalized polyoxovanadate of potent biological properties
Prévue 2014
DEMANGE Gilles
Etude et modélisation des mécanismes élémentaires d’irradiation dans les matériaux : approche de
type L
Prévue 2015
HUD Da
Etude des mécanismes de diffusion à l’échelle atomique dans les pyrochlores
Prévue 2015
Anastasia IAKOVLEVA
Etude de matériaux conducteurs protoniques pour cellules d’électrolyse haute température
Prévue 2015
Xiaofai BAI
Matériaux multiferroïques à la nano-échelle
Prévue 2015
Xianxuan SHU
Propriétés électroniques et électrostatiques de quelques composés organiques présentant un
polymorphisme
Prévue 2015
177
T 27
OS2
T 28
OS3
Yang LIU
Multiferroïques hybrides sur substrat piézoélectrique
Prévue 2017
Wenjing LI
Nucléation induite par lumière laser pulsée. Application aux composés pharmaceutiques
Prévue 2016
178
POST DOCTORANTS RECUS ET PARTIS
PENDANT LA PERIODE DE 2008 AU 30 JUIN 2013
AL ZEIN Ali
AMAN Yan
CIAMAKOV Iurii
EL HASSAN Nouha
HU Yang
LEONTYEV Igor
PODSOROV Ekaterina
SHAGANOV Anton
YANG Hanxun
CNRS ANR
CEA
ANR
CNRS
ANR
CRNS ANR
ANR
ECP
ECP
CNRS
OS4
21 mois
2011 – 2012 - 2013
OS1
OS3
OS3
12 mois
18 mois
8 mois
2011 - 2012
2008 - 2009
2012
OS4
21 mois
2011 – 2012 -2013
OS2
OS2
OS2
OS3
12 mois
4 mois
1 mois
10 mois
2008 - 2009
2010 - 2011
2009
2010 - 2011
POST DOCTORANTS PRESENTS AU 30 JUIN 2013
EL HASSAN Nouha
GUIDO Ciro Achille
OTTOCHIAN Alistar
PODSOROV Ekaterina
ECP
CNRS ANR
CNRS ANR
CEA
OS3
OS3
6 mois
18 mois
2013
2012 - 2013
OS4
18 mois + 12 mois
2012 - 2013
OS1
7 mois
2012-2013
179
VALORISATION : CONTRATS
COURANT SUR LES ANNEES 2010, 2011, 2012, 2013 (et suivantes)
Par année de signature (HT et incluant les frais de gestion)
(en gras : les contrats en cours)
OS2 THALES 09 079 – durée 36 mois - 05/01/2009 au 04/01/2012
Les piezo électriques cryogéniques pour actuateur dans l’espace et matériaux sans plomb pour
transducteurs accoustiques
Hichem DAMMAK
Montant : 15000 euros
OS2 LHOTELLIER 10023 – durée 1 mois - Février à mars 2010
Mesure de stoechiométrie sur 14 échantillons de céramique
Jean-Michel KIAT
OS2 NANOE – durée 36 mois - 02/02/2009 au 01/02/2012
Etude des différents modes de synthèse de nanoparticules et impact sur le contrôle de la qualité des
nanopoudres et des céramiques obtenues
Jean-Michel KIAT, Christine BOGICEVIC
OS2 NANOE POUDRES – durée 24 mois - 01/01/2009 au 31/12/2010
Synthèse des nanopoudres
OS2 E.R.C.THALES / ECP – 48 mois - 01/01/2009 AU 31/12/2013
Transducteurs Hautes Performances pour Sonar et Application spatiale
Hichem DAMMAK, Pierre-Eymeric JANOLIN, Jean-Michel KIAT
Montant : 7972,36 euros
OS2 ANR Blanc – durée 48 mois - 06/11/2006 au 05/11/2010
Investigation of pressure on perovskites
Brahim DHKIL
Montant : 110032 Euros
Stabilité structurale des céramiques soumises à de fortes excitations électroniques – analyse en ligne sur
Irrsud par diffraction des rayons X-Alix-mai
Guido BALDINOZZI
CEDA – Convergence of electron spin charge and momentum densities analisies
Jean-Michel GILLET
OS2 NANO BRACHET – durée 36 mois – du 02/02/2009 au 01/02/2012
Etudes de différents modes de synthèse de nanoparticules et impact sur le contrôle de la qualité des
nanopoudres et des céramiques obtenues
Jean-Michel KIAT
OS2 NANO RABACHE – durée 36 mois – du 01/09/2010 au 31/08/2013
Elaboration, caractérisation et étude microstructurale des nanocomposites alumine-zircone (ZTA et ATZ)
Jean-Michel KIAT
180
Projet NanoOxyDesign
Guilhem DEZANNEAU
Projet Surffer
Guilhem DEZANNEAU
OS3 ANR – durée 36 mois - 20/12/2010 au 19/12/2013
Projet Dinf DFT
Pietro CORTONA
OS3 ANR P2N NPLIN-4-DRUG – Durée 36 mois - 01/12/2010 au 30/11/2013
Anne SPASOJEVIC DE BIRE
OS4 ANR FERRO ENERGY – durée 36 mois - 1/1/2011 au 31/12/2013
Conversion pyroélectrique colloïdale
Guilhem DEZANNEAU
OS2 NANOE POUDRES – durée 36 mois - 01/09/2010 au 31/08/2013
Nanocomposites pour proprétés mécaniques
OS4 PRES UNIV. PARIS SUD – durée 12 mois - 13/09/2010 au 12/09/2011
Contrôle des propriétés d’oxydes fonctionnels nanostructurés
Guilhem DEZANNEAU
OS2 MOCA – durée 36 mois - 15/11/2010 au 14/11/2013
Couches minces biélectriques monocrystalines pour capacités intégrées
Brahim DKHIL
OS2 SCHLUMBERGER 121 – durée 12 mois - 01/01/2010 au 31/12/2010
Expertise dans le domaine des matériaux Ferroélectrique
Pierre-Eymeric JANOLIN
OS1 SOL-NAC – durée 36 mois - 01/01/2009 au 31/12/2011
Guido BALDINOZZI
OS2 IDD110118 – durée 1 mois – du 15/06/2011 au 14/07/2011
Caractérisations physiques d’une pommade à base de mupirocine
Jean-Michel KIAT
OS3 CNRS – MSTD Serbie – durée 24 mois - 01/06/2011 au 30/05/2013
Anne SPASOJEVIC-DE-BIRE
Montant : 4 000 euros
OS2 ANR Blanc – MOBILOBS – durée 36 mois - 01/11/2011 au 31/10/2014
Brahim DKHIL
OS2 SLB 11406854 – durée 2 mois – du 11/10/2011 au 10/12/2011
Innovation project : High temperature piezoelectrique material”
181
OS1 12 CARMEN – 2012
Guido BALDINOZZI
PEPS 106 PTI – 2012 – durée 1 an
Guilhem DEZANNEAU et Pietro CORTONA
OS1 INSTRUMAT – 2012
Guido BALDINOZZI
OS4 ANR Blanc – IDEAMAT – durée 36 mois – 2012 à 2015
Diffusion et échange ionique pour le design de matériaux avancés pour l’énergie
Guilhem DEZANNEAU
Montant 146698 euros
,
ADIONICS – durée 6 mois – du 01/04/2012 au 30/09/2012
Ingénierie moléculaire appliquée au dessalement de l’eau
Jean-Michel GILLET
OS2 SCHLUMBERGER 12028 – durée 36 mois – du 01/04/2012 au 31/03/2015
Recherche de matériaux à hauts coefficients piézoélectriques en utilisation à hautes températures pour la
transduction acoustique dans des applications de fond de puits
OS4 ERANET/RUS PROTON – durée 2 ans – 2012 à 2014
Contrat européen
Guilhem DEZANNEAU
OS2 ERANET/RUS PROJECT – durée 2 ans – 2012 à 2014
Contrat européen
Igor KORNEV
OS3 Convention Institut Gallien-ECP – 2013
Diffraction des rayons X sur monocristal
Anne SPASOJEVIC
182
RESPONSABILITES
Pierre BECKER
Guido BALDINOZZI
Pietro CORTONA
Hichem DAMMAK
Guilhem DEZANNEAU
Brahim DKHIL
Jean-Michel GILLET
Michel JOUAN
Jean-Michel KIAT
Igor KORNEV
 Expert à la Commission Européenne : Marie Curie FP6 - NEST
 People FP7 (ERG/IRG, IAPP, CO-FUND, ITN)
 Responsable développement relations ECP – Inde
 Membre du Comité de Progrès de l’E.C.P.
 Responsable d’un réseau Intercontinental « Sciences and Technology » à travers IFCU
 Pilote au MESR, atelier France Inde, « Matériaux et Nanotechnologies, en vue de définir
une stratégie sur 10 ans de coopération
 Co-organisateur du Scientific symposia on irradiated materials at MRS Conferences in 2009,
2010, 2012
 Membre du Comité Editorial Interdisciplinary Sciences : Computational Life Sciences
 Membre du Comité Editorial de Handbook of Research on Computational and Systems
Biology
 Membre du Comité Scientifique de International Conference on Computational and
Systems Biology
 Membre du Conseil du laboratoire
 Membre élu du Conseil de laboratoire
 Responsable de la spécialité « Nanosciences » du master M2 à l’E.C.P.
 Directeur du programme Master de l’E.C.P. « Sciences pour l’Ingénieur »
 Membre élu du Conseil du laboratoire
 Responsable de Communication du laboratoire
 Co-responsable de la thématique «nanomatériaux» au sein du GDR Spark Plasma Sintering
 Directeur adjoint du laboratoire
 Co-organisateur d’une école européenne multiferroïque ESMF 2007
 Responsable du congrès « Matériaux pour l’énergie optique »
 Responsable du département physique de l’E.C.P.
 Membre élu du Conseil de laboratoire
 Membre de la commission de spécialistes Université Nancy-Section 28
 Responsable pour l’E.C.P. du Magistère de physique de l’Université Paris Sud.
 Animateur de l’Equipe d’Accompagnement et de Support de l’Enseignement (EASE) ECP
 Responsable de la physique du cycle ingénieur de l’E.C.P. Pékin et enseignant du cours
« Physique quantique et statistique »
 Responsable pédagogique pour la physique de l’épreuve nationale commune des TIPE
 Porteur du projet « VideoManip »
 Responsable du cours de physique de socle commun E.C.P. « Physique quantique et
Statistique »
 Responsable du cours E.C.P. « Conception Intégrée d’une ligne de lumière synchrotron »
 Responsable pédagogique «3Chimie» pour les TIPE
 Responsable, côté français, d’un programme de coopération d’échange avec le Vietnam
 Membre du Conseil et du Comité de la Recherche de l’E.C.P.
 Chercheur associé au L.L.B.
 Membre du Steering Comitee de l’European Meeting of Ferroelectricity
 Expert pour le Department of Energy, USA
 Co-organisateur des Journées de la Neutronique 2014
 Responsable de l’option Physique et Application
183
Quy Dao NGUYEN
Anne SPASOJEVIC
Christine BOGICEVIC
Pascale GEMEINER
Agnès BENARD
Ingrid CANERO
INFANTE
Thierry MARTIN
Pascale SALVINI
Pierre-Eymeric
JANOLIN
 Responsable de l’Antenne CNRS au Vietnam
 Responsable de la convention d’échanges : recherche spectroscopie et minéralogiques des
pierres précieuses de la région de Luc Yen.
 Responsable du laboratoire International Associé « spectrométrie Appliquée » avec le
laboratoire des Matériaux de l’Académie des Sciences et des Technologies du Vietnam
 Co-Président de « The first International Workshop on Spectrocopy and its applications”
held in Nha Trang (Vietnam) from oct 3-7, 2011
 Membre élu du Conseil du laboratoire
 Responsable pédagogiques pour les élèves de l’E.C.P.
 Coordinatrice de l’activité projet (L3) à l’ECP Pékin (Chine)
 Coordinatrice du Mastère Spécialisé en Génie des Systèmes Industriels délocalisé à
Belgrade (Serbie), et responsable des stages.
 Membre élue du Conseil d’Administration de l’E.C.P.
 Membre élue du Conseil de la Recherche de l’E.C.P.
 Vice-présidente puis présidente du Conseil du Collège du Corps Enseignant de l’E.C.P.
 Directrice des études de l’Ecole Centrale Pékin.
 Présidente de jury ITA CNRS
 Membre de la commission Paritaire de l’Etablissement
 Membre expert de jury ITA CNRS
 Chargé de mission de l’Ecole Doctorale
 Responsable des activités expérimentales de l’Option Physique et Applications
 Organisateur des Cafés Sciences de l’Ecole Centrale Paris
 Membre élu du Comité Technique
 Co-organisateur des Journées de la Neutronique 2014

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