Search

Your search keyword '"Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES )"' showing total 86 results
Start Over Author "Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES )" Publisher elsevier bv
86 results on '"Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES )"'

1. Near-field coupling of a point-like dipolar source with a thin metallic film: Implication for STM plasmon excitations

Author

Renaud Marty, G. Colas des Francs, Christian Girard, Arnaud Arbouet, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB)

Subjects
Materials science, Physics::Optics, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Electron, 01 natural sciences, Metal, symbols.namesake, Optics, 0103 physical sciences, Point (geometry), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Physical and Theoretical Chemistry, 010306 general physics, Plasmon, Condensed matter physics, business.industry, Surface plasmon, 021001 nanoscience & nanotechnology, Dipole, Fourier transform, visual_art, visual_art.visual_art_medium, symbols, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, business, Excitation
Abstract

International audience; Recent experiments have shown that it is possible to excite surface plasmons on metallic films by injecting tunnel electrons from a sharp metal tip located in the immediate proximity of the sample. When working close to a bare metal film, the excitation of surface plasmons gives rise to typical circular patterns that can be recorded in both image and Fourier planes. Important physical parameters of surface plasmon propagation such as their propagation length can be extracted from these images. In this Letter, we discuss theoretically the physics of the plasmonic excitations induced by a STM tip.

Published
2012
Full Text
View/download PDF

2. Ultra-low-energy ion-beam-synthesis of Ge nanocrystals in thin ALD Al2O3 layers for memory applications

Author

A. Mouti, Bernd Schmidt, Pascal Normand, S. Schamm, G. Ben Assayag, V. Ioannou-Sougleridis, Panagiotis Dimitrakis, Caroline Bonafos, Jill Becker, National Center for Scientific Research 'Demokritos' ( NCSR ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Research Center Dresden-Rossendorf, National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Ion beam, Annealing (metallurgy), Mineralogy, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Ion, law.invention, law, 0103 physical sciences, Electrical measurements, Electrical and Electronic Engineering, Quantum tunnelling, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, [ PHYS ] Physics [physics], business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Capacitor, Nanocrystal, Transmission electron microscopy, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract

International audience; Structural and electrical properties of ALD-grown 5 and 7 nm-thick Al2O3 layers before and after implantation of Ge ions (1 keV, 0.5–1 × 1016 cm−2) and thermal annealing at temperatures in the 700–1050 °C range are reported. Transmission Electron Microscopy reveals the development of a 1 nm-thick SiO2-rich layer at the Al2O3/Si substrate interface as well as the formation of Ge nanocrystals with a mean diameter of ∼5 nm inside the implanted Al2O3 layers after annealing at 800 °C for 20 min. Electrical measurements performed on metal–insulator–semiconductor capacitors using Ge-implanted and annealed Al2O3 layers reveal charge storage at low-electric fields mainly due to location of the Ge nanocrystals at a tunnelling distance from the substrate and their spatial dispersion inside the Al2O3 layers.

Published
2009
Full Text
View/download PDF

3. Oxide-nitride-oxide memory stacks formed by low-energy Si ion implantation into nitride and wet oxidation

Author

G. Ben Assayag, Michele Perego, Panagiotis Dimitrakis, S. Schamm, Nikolay Cherkashin, Marco Fanciulli, Pascal Normand, V. Ioannou-Sougleridis, Caroline Bonafos, V. Em. Vamvakas, National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Laboratorio Nazionale MDM CNR-INFM, National Center for Scientific Research 'Demokritos' ( NCSR ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
[PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, [ PHYS ] Physics [physics], Chemistry, education, Oxide, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, Trapping, Nitride, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Secondary ion mass spectrometry, chemistry.chemical_compound, Ion implantation, Low energy, Transmission electron microscopy, 0103 physical sciences, Wet oxidation, Electrical and Electronic Engineering, 0210 nano-technology
Abstract

International audience; This work presents an alternative method for the formation of the top oxide in oxide-nitride-oxide structures. The method utilizes low-energy (1 keV) Si ion implantation into thin oxide-nitride stacks, followed by low temperature wet oxidation. Transmission electron microscopy examination clearly indicates the formation of a three-layer structure, verified also by Time-of flight secondary ion mass spectrometry. The electrical characteristics of the oxide-nitride-oxide stacks exhibit strong trapping effects and excellent retention characteristics resulting to a 1.5 V 10-year memory window at 125 °C.

Published
2007
Full Text
View/download PDF

4. Photoluminescence characterization of few-nanocrystals electronic devices

Author

F. Demangeot, Gérard Benassayag, M. Carrada, Arnaud Arbouet, Caroline Bonafos, M A F van den Boogaart, S. Schamm, Alain Claverie, Jürgen Brugger, Vincent Paillard, L M Doeswijk, C. Dumas, Jérémie Grisolia, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique ( LNMO ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Microsystems Laboratory ( LMIS1-EPFL ), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ( EPFL ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique (LNMO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Microsystems Laboratory (LMIS1-EPFL), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Photoluminescence, Microscope, Nanostructure, Silicon, Annealing (metallurgy), Biophysics, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Biochemistry, law.invention, law, 0103 physical sciences, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, [ PHYS ] Physics [physics], Coulomb blockade, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Ion implantation, chemistry, 0210 nano-technology, Luminescence
Abstract

International audience; Photoluminescence (PL) spectroscopy is demonstrated as a suitable technique to characterize silicon nanocrystals (Si-NCs)-based non-volatile memory devices. The 2D array of Si-NCs forming the floating gate is obtained by low-energy ion implantation in thin oxide followed by annealing. The electrical properties and PL emission are dramatically improved after annealing in oxidizing conditions, which are necessary conditions for oxide healing. Both these elaboration and characterization techniques are currently extended to the production and the study of nanoscale electronic devices, which exploit the Coulomb blockade effect and other quantized charging features at 300 K. The fabrication of such devices requires the fine control of a small number of NCs of about 3 nm in diameter. This could be achieved by 1 keV Si-implantation through stencil masks with window sizes ranging from about 0.1 to 10 μm2, with spacing between apertures in the 1–10 μm range. After mask removal and annealing, PL spectroscopic imaging under a confocal microscope is used to detect the NCs rich areas. The image of the PL intensity is found to mimic the mask geometry. Some changes of the PL energy at maximum intensity are found, that could be attributed to different Si-NCs sizes.

Published
2006
Full Text
View/download PDF

5. Effects of annealing conditions on charge storage of Si nanocrystal memory devices obtained by low-energy ion beam synthesis

Author

Konstantinos Beltsios, D. Skarlatos, Marzia Carrada, Caroline Bonafos, Dimitris Tsoukalas, Pascal Normand, Nikolay Cherkashin, Gérard Benassayag, M. Ameen, Panagiotis Dimitrakis, V. Soncini, Alain Claverie, E. Kapetanakis, A. Agarwal, Ch. Sohl, National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), University of Ioannina, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), National Center for Scientific Research 'Demokritos' ( NCSR ), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme ( CEMES-MEM ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), and Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )

Subjects
Materials science, nonvolatile memory, Silicon, Annealing (metallurgy), Oxide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, nanocrystal memory, chemistry.chemical_compound, nanocrystals, 0103 physical sciences, ion implantation, implantation, Electrical measurements, Electrical and Electronic Engineering, Thin film, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, [ PHYS ] Physics [physics], 2-d arrays, business.industry, technology, industry, and agriculture, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Non-volatile memory, Ion implantation, chemistry, Nanocrystal, Optoelectronics, ion beam synthesis, 0210 nano-technology, business
Abstract

The structural and electrical characteristics of thin silicon dioxide layers with embedded Si nanocrystals are reported fabricated by low-energy silicon implantation and with subsequent annealing in inert and diluted oxygen. Thermal treatment in diluted oxygen increases the thickness of the control oxide, does not affect significantly the size of the nanocrystals, and improves the integrity of the oxide. As a result, strong charge storage effects at low gate voltages and enhanced charge retention times are observed through electrical measurements of MOS capacitors. These results indicate that a combination of low-energy silicon implants and annealing in diluted oxygen permits the fabrication of low-voltage nonvolatile memory devices. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Microelectronic Engineering

Published
2003
Full Text
View/download PDF

6. A comprehensive atomistic picture of the as-deposited Ni-Si interface before thermal silicidation process

Author

Jara Donoso, César, Jay, Antoine, Lam, Julien, Müller, Jonas, Larrieu, Guilhem, Landa, Georges, Bongiorno, Corrado, La Magna, Antonino, Alberti, Alessandra, Hémeryck, Anne, Équipe Modélisation Multi-niveaux des Matériaux (LAAS-M3), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), and IMM-CNR

Subjects
General Physics and Astronomy, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films
Abstract

International audience; Despite numerous technological applications associated to nickel silicide thin films, their formation mechanisms are still far from being understood. We combined experimental and numerical approaches to unravel the early stages of nickel silicide formation with an atomistic precision. In particular, we employed first principles calculations, X-ray reflectivity as well as high-resolution scanning transmission electron microscopy analyses. Altogether, our work demonstrates that during nickel deposition on top of a silicon surface, an interface alloyed layer is formed even at room temperature before any thermal activation. Moreover, we managed to determine that this interfacial layer has a nickel-rich Ni3Si composition which is favored by the ability of nickel atoms to penetrate the surface layers of the silicon substrate.

Published
2023
Full Text
View/download PDF

7. Conductance of a single molecule C60-SnPc heterojunction

Author

Mingjun Zhong, Jie Li, Yongfeng Wang, Richard Berndt, Hao Tang, Yajie Zhang, Yifan Wang, Shimin Hou, Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Peking University [Beijing], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Beijing Academy of Quantum Information Sciences, and South China University of Technology [Guangzhou] (SCUT)

Subjects
Thermal contact conductance, Materials science, Fullerene, chemistry.chemical_element, Conductance, Heterojunction, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, chemistry.chemical_compound, chemistry, Chemical physics, law, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], Phthalocyanine, Molecule, Scanning tunneling microscope, 0210 nano-technology, Tin
Abstract

Geometries of molecule-molecule interfaces strongly influence the current passing from one molecule to another. The contact conductance of molecule-molecule junctions which consist of fullerene and tin phthalocyanine molecules is investigated with a low-temperature scanning tunneling microscope. Two types of molecules are deposited onto Cu(111). Fullerene molecules are transferred to tips through controlled contact of STM tips on molecules. The molecule-molecule junctions are formed by approaching fullerene-terminated tips to tin phthalocyanine molecules on Cu(111). Our experimental method can be extended to study the intermolecular charge transport of a range of molecular junctions.

Published
2022
Full Text
View/download PDF

8. Effect of ageing on the properties of the W-containing IRIS-TiAl alloy

Author

Nicolas Ratel-Ramond, Jean-Philippe Monchoux, Alain Couret, Christophe Deshayes, David Reyes, Marc Thomas, Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DPHY, ONERA, Université Paris Saclay [Châtillon], ONERA-Université Paris-Saclay, ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Materials science, Polymers and Plastics, Alloy, FOS: Physical sciences, Spark plasma sintering, chemistry.chemical_element, Mechanical properties, Physics - Classical Physics, 02 engineering and technology, engineering.material, Tungsten, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], 0103 physical sciences, Lamellar structure, Composite material, Microstructure, 010302 applied physics, Condensed Matter - Materials Science, Precipitation (chemistry), Metals and Alloys, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Classical Physics (physics.class-ph), equipment and supplies, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ageing, Deformation mechanism, chemistry, Creep, Titanium aluminides, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ceramics and Composites, engineering, 0210 nano-technology
Abstract

The effects of ageing at 800 $^\circ$C on the properties of the IRIS alloy (Ti$_{49.9}$Al$_{48}$W$_2$B$_{0.1}$) are studied. The initial microstructure of this alloy densified by Spark Plasma Sintering (SPS) is mainly composed of lamellar colonies which are surrounded by $\gamma$ grains. The evolutions of the alloy strength and creep resistance resulting from this ageing treatment are measured by the related mechanical tests. The microstructural changes are investigated by scanning and transmission electron microscopies and by X-ray diffraction. The main structural evolutions consist in a shrinkage of the lamellar areas and in a precipitation of $\beta_0$ phase, which is accompanied by a moderate segregation of tungsten and a decrease of the $\alpha_2$ lamellar width. However, these evolutions are relatively limited and the microstructural stability is found to result mainly from the low diffusivity of tungsten. Conversely, a moderate effect of this ageing treatment on mechanical properties, at room and high temperatures, is measured. Such experimental results are interpreted and discussed in terms of the microstructural evolutions and of the deformation mechanisms which are activated at different temperatures under various solicitations.

Published
2020
Full Text
View/download PDF

9. Oxidation mechanisms in bulk Ti2AlC: Influence of the grain size

Author

Wenbo Yu, Bertrand Levraut, Sylvain Dubois, Maxime Vallet, V. Gauthier-Brunet, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique et Propriétés des Nanostructures PPNa (PPNa), Département Physique et Mécanique des Matériaux (Département Physique et Mécanique des Matériaux), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and This work was financially supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities (M19JB100020)

Subjects
Materials science, Diffusion, [PHYS.MPHY]Physics [physics]/Mathematical Physics [math-ph], chemistry.chemical_element, Ti2AlC, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Oxygen, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Stress (mechanics), [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], 0103 physical sciences, Materials Chemistry, MAX phases, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.BIOM]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Biomechanics [physics.med-ph], Composite material, Shrinkage, [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.VIBR]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Vibrations [physics.class-ph], 010302 applied physics, [SPI.FLUID]Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.MECA.MSMECA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Materials and structures in mechanics [physics.class-ph], 021001 nanoscience & nanotechnology, Grain size, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Volume (thermodynamics), chemistry, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], Ceramics and Composites, 0210 nano-technology, Oxidation mechanism, Layer (electronics)
Abstract

International audience; In this work, oxidation mechanisms were studied in fine-grained (FG) and coarse-grained (CG) Ti2AlC bulk samples. Results showed that the oxidation kinetics are controlled by the grain size of Ti2AlC. Bigger are the grains, faster is the oxidation. A dense and protective Al2O3 layer forms at the surface of FG-Ti2AlC samples while for the CG-Ti2AlC samples, a thick TiO2 layer forms on top of a discontinuous Al2O3. CG-Ti2AlC was observed to simultaneously transform into Ti3AlC2 and TiC instead of being directly transformed into TiC. This transformation result in the following crystallographically sandwich-like structure: (0001) Ti2AlC // (0001) Ti3AlC2 // (111) TiC. The volume shrinkage associated to this transformation produces elongated holes that are partially filled by α-Al2O3. The stress caused by the volume shrinkage generates cracks at the surface, which makes the oxygen inwards diffusion easier and thus worsens the oxidation resistance the CG-Ti2AlC bulk.

Published
2020
Full Text
View/download PDF

10. Direct milling of 25 nm in diameter gold and graphene nanogears by a focused He+ ion beam

Author

Makoto Sakurai, Shoko Nagano, Christian Joachim, International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Project: 766864,MEMO

Subjects
[PHYS]Physics [physics], graphene, solid state nanogear, scanning helium microscope, heat generation, Condensed Matter Physics, Instrumentation, Focused He ion beam, Surfaces, Coatings and Films
Abstract

International audience; The direct focussed helium ion beam milling of solid state nanogears down to 20 nm in diameter is presented. Sapphire is the supporting surface to release the heat created by this milling process. For this resist free process, the He+ dosing was first calibrated to limit the lateral fusion in the deposited nanomaterial during the sculpturing of the teeth on this sapphire surface. 25 nm in diameter solid state nanogear were fabricated in a 20 nm in thickness Au nanomaterial, in a multilayer and in a graphene monolayer having a van der Waals thickness compatible with a single molecule-gears for transmission of rotation. Optimizing again the He+ dosing on a transmission electron microscope grid, free standing graphene monolayer nanogear were also sculptured down to 40 nm in diameter.

Published
2023
Full Text
View/download PDF

11. 2D (< 10 nm) sp3-C-rich carbon materials, possibly hydrogenated: A review

Author

Fabrice Piazza, Pascal Puech, Marc Monthioux, Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra (PUCMM), Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ministry of Higher Education, Science and Technology of the Dominican Republic 2018- 2019 (Fondocyt No. 2018-2019-1A2-087 ), Ministry of Higher Educa- tion, Science and Technology of the Dominican Republic 2020-2021 (Fondocyt No. 2020-2021- 1A1-066), and CNRS International Research Project NEWCA

Subjects
Diamanoid, Nanocrystalline diamond, Chemistry (miscellaneous), Materials Science (miscellaneous), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Materials Chemistry, Amorphous carbon, Diamane, Graphane
Abstract

International audience; While graphene has held the center stage in nanocarbon material research since its isolation in 2004, less attention has been paid to nanometer-thick carbon films in which at least part of the carbon atoms are sp 3-hybridized, whatever the crystallographic structure. However, because of their composition, structure, physical and chemical properties, those nanomaterials exhibit competitive features that should be considered for the development of future sustainable technologies based on 2D materials. The purpose of this review is to provide a snapshot of the main advances in the synthesis of sub-10 nm thick sp 3-C-rich films, which include amorphous carbon hydrogenated or not, nanocrystalline diamond films, graphane, diamanes and diamanoids. Physical properties and applications (i.e. existing or potential) are also highlighted.

Published
2022
Full Text
View/download PDF

12. Structural and chemical investigation of interface related magnetoelectric effect in Ni/BiFe0.95Mn0.05O3 heterostructures

Author

Christophe Daumont, Pascal Andreazza, Sylvie Schamm-Chardon, Jérôme Wolfman, Thibaud Denneulin, Nazir Jaber, B. Negulescu, GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347), Université de Tours-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interfaces, Confinement, Matériaux et Nanostructures ( ICMN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Photoemission spectroscopy, Magnetoelectric effect, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Multiferroic, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Magnetoelectric coupling, Multiferroics, Ferroelectric structure, Condensed matter physics, Electron energy loss spectroscopy, Heterojunction, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, Ionic migration, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Ferroelectricity, Exchange coupling, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Reciprocal lattice, Transmission electron microscopy, BiFeO3 thin film, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology
Abstract

International audience; The magnetoelectric coupling mechanism in Ni/BiFe0.95Mn0.05O3 heterostructures is investigated through a detailed microstructural study of the BiFe0.95Mn0.05O3 film and a chemical analysis of the Ni/BiFe0.95Mn0.05O3 interface. The four structural variants expected in BiFe0.95Mn0.05O3 are detected by high resolution X-ray diffraction reciprocal space mapping method. The ferroelectric domain structure is imaged with transmission electron microscopy. Oxidized Ni is evidenced at the Ni/BiFe0.95Mn0.05O3 interface by electron energy loss spectroscopy and X-ray photoemission spectroscopy, although the degree of Ni oxidation is independent of the magnetoelectric state of the heterostructure.

Published
2019
Full Text
View/download PDF

13. In-situ observation of the phase evolution during an electromagnetic-assisted sintering experiment of an intermetallic γ-TiAl based alloy

Author

Alain Couret, Helmut Clemens, Svea Mayer, Benjamin Galy, Jean-Philippe Monchoux, Michael Musi, Department of Materials Science, Montanuniversität Leoben, Franz-Josef-Straße 18, 8700 Leoben, Austria, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CEMES-CNRS, 29 Rue Jeanne Marvig, 31055 Toulouse/France

Subjects
Diffraction, Materials science, Induction heating, Alloy, Intermetallic, Spark plasma sintering, Sintering, 02 engineering and technology, engineering.material, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], ddc:670, Phase (matter), 0103 physical sciences, General Materials Science, 010302 applied physics, Synchrotron radiation, 020502 materials, Mechanical Engineering, Metallurgy, Metals and Alloys, Phase transformation kinetics, Condensed Matter Physics, Microstructure, 0205 materials engineering, Mechanics of Materials, Titanium aluminides, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], engineering
Abstract

Scripta materialia 206, 114233 (2022). doi:10.1016/j.scriptamat.2021.114233, Electromagnetic-assisted sintering offers the possibility for a time-efficient densification of intermetal- lic ��-TiAl based powders. Since the microstructure of the densified material and, thus, its mechanical properties can be controlled by the imposed temperature profile, the kinetics and transformations of the occurring phases are of particular interest. The present study describes a diffraction setup for the in-situ observation of the phase evolution by high-energy X-ray diffraction during an electromagnetic- assisted sintering process using induction heating. Starting from Ti-46.3Al-2.2W-0.2B powder (in at.%), this experiment grants time-resolved insights into the non-equilibrium and equilibrium phase transfor- mations during this powder consolidation process for the first time. The microstructural accordance of the electromagnetic-assisted sintered specimen with spark plasma sintered material densified at the same dwell temperature highlights the transferability of both techniques and allows an allocation of the deter- mined phase transformation data to the spark plasma sintering technology., Published by Elsevier Science, Amsterdam [u.a.]

Published
2022
Full Text
View/download PDF

14. Initial stage of C60 cation formation in superacids

Author

Pascal Puech, Damien Tristant, Mourad Berd, Wolfgang Bacsa, G. Pillet, Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Department of Physics, Applied Physics, and Astronomy [Troy], Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), LECVE, Faculté des Sciences Exactes = Faculty of Exact Sciences (Université Aderrahmane Mira [Béjaïa]) (FSE), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Abderrahmane Mira [Béjaïa]

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Reaction mechanism, Inorganic chemistry, General Physics and Astronomy, Sulfuric acid, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Chlorosulfonic acid, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, Ion, chemistry.chemical_compound, symbols.namesake, chemistry, law, Ionization, symbols, [CHIM]Chemical Sciences, Superacid, Physical and Theoretical Chemistry, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy
Abstract

International audience; While superacids are solvents for individualizing carbon nanotubes, the behavior of insulating C 60 is different. The final ionization state depends on the superacid used. With chlorosulfonic acid, chlorination is observed while with fuming sulfuric acid, sulfonation has been reported. Both reactions are fast and it is important to characterize the first step to understand the involved reaction mechanisms. Employing Raman spectroscopy and first-principles calculations, we show that C 60 + is present with chlorosulfonic acid and surprisingly C 60 2+ ions are predominantly formed during the first seconds after immersion in fuming sulfuric acid.

Published
2018
Full Text
View/download PDF

15. Size effects on intergranular crack growth mechanisms in ultrathin nanocrystalline gold free-standing films

Author

Olivier N. Pierron, Saurabh Gupta, Marc Legros, Ehsan Hosseinian, Georgia Institute of Technology [Atlanta], GeoRessources, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Materials science, Polymers and Plastics, 02 engineering and technology, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, [SPI.MECA.SOLID]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Solid mechanics [physics.class-ph], 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Crack closure, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-POP-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Popular Physics [physics.pop-ph], [PHYS.MECA.SOLID]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Solid mechanics [physics.class-ph], 0103 physical sciences, Ultimate tensile strength, [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Composite material, Ductility, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Grain Boundary Sliding, 010302 applied physics, Metallurgy, Metals and Alloys, Fracture mechanics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.MECA.MSMECA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Materials and structures in mechanics [physics.class-ph], 021001 nanoscience & nanotechnology, Grain size, [SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph], Electronic, Optical and Magnetic Materials, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ceramics and Composites, Grain boundary, Dislocation, 0210 nano-technology
Abstract

This study investigated the combined effects of thickness (30 vs 100 nm) and average grain size (40 vs 70 nm for the thicker films) on the crack propagation mechanisms in ultrathin nanocrystalline gold microbeams, using a microelectromechanical system device to perform in situ transmission electron microscope (TEM) tensile experiments. Monotonic tensile tests of the two types of microbeams show similar strength levels (∼400 MPa) and ductility (∼2%). However, the thicker specimens exhibit a much more ductile behavior under repeated stress relaxation experiments, which the in situ TEM experiments revealed to be related to differences in intergranular crack propagation mechanisms. The governing crack growth process is in both cases dominated by grain boundary dislocation activities leading to grain boundary sliding. For the thinner specimens, secondary nanocracks are generated (as a result of grain boundary sliding) ahead of the main crack and coalesce together. Instead, secondary nanocracks do not form ahead of the main crack for the thicker specimens; the main crack extends as a result of sustained grain boundary sliding at the crack tip.

Published
2018
Full Text
View/download PDF

16. Study of surface exfoliation induced by hydrogen implantation and annealing in GaSb (100) substrates

Author

Alain Claverie, U. Dadwal, Maxime Vallet, Amul Kapoor, Rajendra Singh, Ravi Pathak, Indian Institute of Technology Delhi (IIT Delhi), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Diffraction, GaSb, Materials science, crystallization, Hydrogen, Annealing (metallurgy), chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Fluence, nitrogen, Ion, strain, 0103 physical sciences, Ge2Sb2Te5, General Materials Science, Exfoliation, Composite material, 010302 applied physics, Mechanical Engineering, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, Exfoliation joint, Implantation, chemistry, phase change materials, kinetics, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology
Abstract

International audience; We investigate the surface blistering/exfoliation in H-implanted GaSb (100) substrates. Samples were implanted by 50 keV hydrogen ions with a fluence of 5 × 10 16 and 1 × 10 17 ions/cm 2 at room temperature. Postimplantation annealing studies were carried out up to 300 °C to observe surface blistering. Interestingly, surface exfoliation over a large area was observed for both fluences after post-implantation annealing. High resolution Xray diffraction studies of the H-implanted samples showed the existence of damage-induced strain and its dependence on the hydrogen fluence. Microstructural investigations of the damage region have been carried out using cross-sectional transmission electron microscopy. The width of the damage region and the formation of microstructures were found to depend on the fluence of hydrogen ions which eventually guides the surface blistering/exfoliation.

Published
2021
Full Text
View/download PDF

17. Unveiling the existence and role of a liquid phase in a high temperature (1400 °C) pyrolytic carbon deposition process

Author

Germercy Paredes, Thierry Ondarçuhu, Fabrice Piazza, Marc Monthioux, Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Laboratorio de Nanociencia-PUCMM, Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra (PUCMM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra

Subjects
Chemical process, Materials Science (miscellaneous), chemistry.chemical_element, Wetting, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, Chemical vapor deposition, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Pyrolytic carbon, law, Materials Chemistry, Deposition (phase transition), QD1-999, Carbonization, CVD, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Chemistry, chemistry, Chemical engineering, Nanoscale, 13. Climate action, Chemistry (miscellaneous), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Graphene, 0210 nano-technology, Carbon
Abstract

International audience; Based on experiments aiming at depositing pyrolytic carbon onto carbon nanotubes by means of a chemical vapor deposition (CVD) process at 1400 °C, the work we report here demonstrates that the deposition involves the transient formation of a liquid phase (here organic), and that wetting physics is still able to apply in spite of the high temperature and the nanoscale, i.e. , far beyond the condition range usually investigated. This was unexpected, because the high temperature makes all the physical and chemical processes involved transitory, including the fact that the liquid turns itself into solid carbon because of the ongoing carbonization process. The observations provide an estimate of the time scales of the involved processes, as they have to be short enough to complete in spite of the high temperature conditions. From a practical point of view, as the resulting material is a solid, all-graphenic carbon, the work demonstrates that using wetting physics in high temperature CVD can be a way to dramatically modify the surface energetics and the nano/microscale morphology of carbon nanofilaments. The statement is assumed to also apply to other chemical systems.

Published
2021
Full Text
View/download PDF

18. Multiple coupling modes to relax shear strain during grain boundary migration

Author

Nicolas Combe, Marc Legros, Frédéric Mompiou, Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE08-0007,RODIN,Rôle des disconnexions dans la plasticité liée aux joints de grains(2017)

Subjects
Materials science, Polymers and Plastics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Disconnection and dislocation, 0103 physical sciences, Shear stress, Plastic deformation, 010306 general physics, Vacancies, Cauchy stress tensor, Metals and Alloys, Elastic energy, Molecular, Mechanics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Simple shear, Shear (sheet metal), Grain boundaries, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ceramics and Composites, Grain boundary, Dislocation, 0210 nano-technology, Burgers vector
Abstract

International audience; Shear-coupled grain boundary (GB) migration is an effective plastic mechanism in absence of dislocation activity, ie. more favorably in nanocrystalline metals. For a given GB, several stress induced migration mechanisms, referred as coupling modes participate to the decrease of the elastic energy produced by the shear. They operate through the nucleation and motion of interfacial defects known as disconnections, carrying elementary shear strain characterized by their Burgers vector. However, so far, the coupling modes have been studied only under a simple shear, a situation much less complex than expected in a strained polycrystal, where multiple components of the stress tensor are present. Here we propose a more systematic investigation of the coupling modes when a composite shear is applied. This promotes the activation of new coupling modes. Using Molecular Dynamics simulations, we evidence these multiple coupling modes and the operation of their associate disconnections. Moreover, we also show that, even at low temperature, GB migration may occur by the successive occurrence of two modes: the relaxed shear appears then as an effective parameter, resulting from the combination of two operating elementary mechanisms.

Published
2021
Full Text
View/download PDF

19. Chemical heterogeneities in tungsten containing TiAl alloys processed by powder metallurgy

Author

Benjamin Galy, Volker Güther, Marcus Willi Rackel, Melissa Allen, Jean-Philippe Monchoux, Florian Pyczak, Marc Thomas, Alain Couret, Pierre Sallot, Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), GfE Metalle and Materialien GmbH, Helmholtz-Zentrum Geesthacht (GKSS), Safran Tech, DMAS, ONERA, Université Paris Saclay [Châtillon], ONERA-Université Paris-Saclay, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017)

Subjects
Materials science, Alloy, Spark plasma sintering, chemistry.chemical_element, Induction furnace, 02 engineering and technology, Tungsten, engineering.material, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Powder metallurgy, 0103 physical sciences, Ultimate tensile strength, General Materials Science, Microstructure, Spark Plasma Sintering, 010302 applied physics, Powder atomisation, Metallurgy, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, Titanium aluminides, Electrode, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], engineering, Tungsten segregation, 0210 nano-technology
Abstract

International audience; During the last decade, it has been shown that the W-containing IRIS-TiAl alloy displays promising properties for structural applications at high temperatures. The manufacturing process of this alloy is divided into three successive steps: electrode production, powder atomisation and spark plasma sintering (SPS) densification. However, an IRIS alloy densified by using pre-alloyed powders atomized by EIGA process (Electrode Induction melting Gas Atomisation) has recently been found to exhibit chemical heterogeneities. The aim of the present work is to look for the origin of such heterogeneities all along this manufacturing process. The microstructures and the chemical compositions of the material obtained after these different steps are thus investigated at intermediate and local scales by using various experimental tools. A particular attention is paid to the distribution of tungsten atoms in correlation to the constituent phases. Effects of these heterogeneities on mechanical properties are measured by performing tensile tests at room and high temperatures. It will be demonstrated that these heterogeneities are issued from tungsten segregation occurring during the first stage of the initial solidification of the electrode, thus prior to atomisation.

Published
2021
Full Text
View/download PDF

20. Fluidized bed chemical vapor deposition of copper nanoparticles on multi-walled carbon nanotubes

Author

Pierre Lassègue, Brigitte Caussat, Laure Noé, Marc Monthioux, Laboratoire de génie chimique [ancien site de Basso-Cambo] (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)

Subjects
Multiwalled carbon nanotubes (MWCN), Nucleation, Nanoparticle, Multi-walled carbon nanotubes, 02 engineering and technology, Chemical vapor deposition, 01 natural sciences, law.invention, law, Materials Chemistry, [PHYS]Physics [physics], Nanotubes, Surfaces and Interfaces, CVD, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Vapor deposition, Surfaces, Coatings and Films, Fluidized beds, Acetylacetonates, 0210 nano-technology, Reactive intermediate, Non-uniformities, Nanotube, Materials science, Inorganic chemistry, Carbon nanotubes, Metal nanoparticles, chemistry.chemical_element, Fluidized bed chemical vapor deposition, Fluidized bed process, Carbon nanotube, 010402 general chemistry, Fluidized bed, Copper acetylacetonate, Deposition rates, Yarn, Génie chimique, Génie des procédés, Deposition, Copper compounds, General Chemistry, Copper, 0104 chemical sciences, Industrial production, chemistry, Nanoparticles, Deposition temperatures, Deposits, Copper nanoparticles, Volatility (chemistry), Cu nano-particles
Abstract

cited By 0; International audience; Multi-walled carbon nanotubes tangled in easy-to-fluidize porous balls have been decorated by pure copper nanoparticles using a pre-industrial fluidized bed chemical vapor deposition process. Copper (II) acetylacetonate Cu(acac)2 was used as precursor. The low precursor volatility led to low deposition rates, responsible for a non-uniformity of the deposit both on the MWCNT balls and from the outer part to the center of the balls. An oxidative pre-treatment of the MWCNTs allowed to increase slightly the deposit weight and uniformity, by creating new nucleation sites on the nanotube surface. It also allowed decreasing the size of Cu nanoparticles by a factor of ten. A decrease of the deposition temperature increased more markedly the deposit weight, by probably favoring the formation of gaseous reactive intermediate species more reactive on the oxidized nanotube surface. A more efficient precursor delivery system would allow reaching higher deposition rates and much more uniform deposits, making possible an industrial production of metallized carbon nanotubes.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

21. Temperature dependence of excitonic emission in [(CH3)2NH2]3[BiI6] organic–inorganic natural self assembled bimodal quantum dots

Author

Haitham Abid, Younes Abid, Habib Boughzala, Adnen Mlayah, Amira Mahjoubi Samet, Faculté des Sciences de Sfax, Université de Sfax - University of Sfax, Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Photoluminescence, Exciton, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Molecular physics, Inorganic Chemistry, Condensed Matter::Materials Science, symbols.namesake, Stokes shift, 0103 physical sciences, Spontaneous emission, Electrical and Electronic Engineering, Physical and Theoretical Chemistry, 010306 general physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Spectroscopy, Biexciton, Arrhenius equation, Chemistry, Organic Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 3. Good health, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Quantum dot, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], symbols, 0210 nano-technology, Luminescence
Abstract

This paper reports on the optical properties of organic – inorganic natural self assembled bimodal quantum dots (dimetylammonium) hexa-iodobismuthate [(CH 3 ) 2 NH 2 ] 3 [BiI 6 ]. The crystal structure consists of isolated BiI 6 octahedra, as inorganic ions, surrounded by dimethylamine cations. At room temperature, we investigate the optical properties by: UV/Vis absorption, ellipsometry, diffuse reflectance and photoluminescence. A broad Gaussian-shape luminescence band with a large stokes shift is observed in the red spectral range at 2.15 eV, due to radiative recombination of confined excitons in BiI quantum dots, suggesting that excitons are self trapped. The temperature-dependence of the PL emission is investigated. The observed S-shaped emission behavior is explained by thermal escape occurring at lower temperatures for high-energy dots and carriers being recaptured by dots emitting on the low-energy side of the distribution. A rate equation model, showing agreement with the experimental results, is used to investigate the thermal redistribution of the charge carriers. Exciton binding energies of 149.125 and 295.086 meV were determined from the modified Arrhenius analysis.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

22. Mechanisms of power module source metal degradation during electro-thermal aging

Author

Stéphane Lefebvre, Philippe Dupuy, Marc Legros, Yann Weber, Roberta Ruffilli, Mounira Berkani, NXP Semiconductors [France], Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Failure analysis, Wire bonding, Materials science, Silicon, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), 01 natural sciences, Temperature cycles Curvature experiment, Aluminium, 0103 physical sciences, Forensic engineering, Scanning Electron Microscopy (SEM), Power semiconductor device, Electrical and Electronic Engineering, Composite material, Safety, Risk, Reliability and Quality, 010302 applied physics, Power device, Metallization microstructure aging, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Accelerated aging, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Power module, Grain boundary, 0210 nano-technology, Focused Ion Beam (FIB)
Abstract

International audience; The long-term reliability of power devices for applications in the automotive industry is limited by the electro-thermal and/or thermo-mechanical aging of the metallic parts. In the present work, we characterize the bonding wire and source metallization degradation of power MOSFETs-based devices under accelerated aging conditions, through electron and ion microscopy. The metal degradation is driven by an enhanced self-diffusion of aluminium (Al) atoms along the grain boundaries and a generalized fatigue crack propagation from the surface down to the silicon (Si) bulk. The metallization under the wire bonds is a critical location because it is initially plastically deformed during the bonding process. In addition, the wire-metal interface presents several imperfections, such as small cavities and Al oxide residues. During the electro-thermal cycles, they could be the starting point for harmful cracks that run along the interface (and eventually cause the wire lift-off or the cracking of the substrate). Whichever the propagation direction, the generation of these cracks locally increases the device resistance and temperature, and accelerates the aging process until failure. Mechanisms of power module source metal degradation during electro-thermal aging.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

23. Down-shifting Si-based layer for Si solar applications

Author

Christophe Labbé, Christian Dufour, Philippe Marie, Gregor Zatryb, Ing-Song Yu, Lucile Dumont, Fabrice Gourbilleau, Patrizio Benzo, A. Podhorodecki, Julien Cardin, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Materials Science and Engineering, National Dong Hwa University (NDHU), Faculty of Fundamental Problems of Technology [Wroclaw], LABEX EMC3 ASAP project, Partenariat Hubert Curien (PHC), Programs Orchid n° 33572XF and Polonium n°27720WC., ANR-13-BS09-0020,GENESE,Gestion de la lumièrE pour la future géNération de cEllules SolairEs(2013), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, chemistry.chemical_element, Terbium, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, law.invention, law, 0103 physical sciences, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Thin film, Absorption (electromagnetic radiation), 010302 applied physics, Thin layers, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Anti-reflective coating, chemistry, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Luminescence, Layer (electronics)
Abstract

International audience; SiNx and SiNx:Tb3+ thin layers were deposited by reactive magnetron co-sputtering with the objective of optimizing the light management in Si solar cells. Those Si-based layers are developed to be compatible with the Si-PV technology. An efficient energy transfer between SiNx matrix and terbium ions (Tb3+), enhancing this system absorption, has been demonstrated and optimized. The layer composition and microstructure as well as its optical properties have been analyzed with the aim of improving both its anti-reflective properties and its luminescence emission intensity. An optimized layer was obtained by co-sputtering of Si and Tb targets in a nitrogen rich atmosphere. The emission efficiency of the SiNx:Tb3+ layer is compared to the one of previously optimized SiOxNy:Tb3+ layer. Finally we show how SiNx:Tb3+ thin films may be integrated on top of Si solar cells and act simultaneously as a down-shifting layer and antireflective coating.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

24. Comparison of densification kinetics of a TiAl powder by spark plasma sintering and hot pressing

Author

Zofia Trzaska, Gilbert Fantozzi, Guillaume Bonnefont, Jean-Philippe Monchoux, Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
titanium aluminides, Materials science, Polymers and Plastics, Diffusion, Kinetics, Thermodynamics, Spark plasma sintering, 02 engineering and technology, Activation energy, Hot pressing, 01 natural sciences, Isothermal process, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Stress (mechanics), hot pressing, 0103 physical sciences, 010302 applied physics, Metallurgy, Metals and Alloys, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electronic, Optical and Magnetic Materials, plasticity, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ceramics and Composites, Dislocation, 0210 nano-technology, spark plasma sintering
Abstract

International audience; Densification kinetics by spark plasma sintering (SPS) and hot pressing (HP) have been compared, under isothermal conditions and with heating rates of 20°C/min. Careful calibration of sample temperature has been carried out to obtain comparable results. In all cases, densification kinetics did not exhibit significant differences, ruling out any influence of the SPS current. The stress exponent n and the activation energy Q of the Norton law describing deformation at high temperature of the powder particles have been determined by isothermal experiments at different stresses and temperatures, respectively. The values obtained, n = 1.9 ± 0.3 and Q = 308 ± 20 kJ/mol for SPS, n = 1.5 ± 0.3 and Q = 276 ± 40 kJ/mol for HP, come close in both techniques. Using these values, anisothermal densification kinetics at heating rates of 20°C/ min and 100°C/min, typical of the SPS, could be analytically reproduced, using literature models. The activation parameters suggest that *Text only Click here to download Text only: monchoux_article_version2.docx Click here to view linked References SPS densification kinetics occurs by dislocation climb controlled by Al bulk diffusion, that is, by classical metallurgical mechanisms.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

25. Towards disruptions in Earth observation? New Earth Observation systems and markets evolution: Possible scenarios and impacts

Author

Gil Denis, Murielle Lafaye, Eric Morel, Xavier Pasco, Benoît de Maupeou, Jean-Pierre Darnis, Alain Claverie, Faculté des Sciences du Sport [Nancy-Université de Lorraine] (STAPS Nancy), Université de Lorraine (UL), Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de la Méditerranée Moderne et Contemporaine (CMMC), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA), and Centre National d’Etudes Spatiales

Subjects
020301 aerospace & aeronautics, Earth observation, Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, business.industry, Commodity, Aerospace Engineering, Information technology, Political structure, 02 engineering and technology, Service provider, Business model, 01 natural sciences, [SHS.SCIPO]Humanities and Social Sciences/Political science, Procurement, 0203 mechanical engineering, Order (exchange), business, Industrial organization, Simulation, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

This paper reviews the trends in Earth observation (EO) and the possible impacts on markets of the new initiatives, launched either by existing providers of EO data or by new players, privately funded. After a presentation of the existing models, the paper discusses the new approaches, addressing both commercial and institutional markets. New concepts for the very high resolution markets, in Europe and in the US, are the main focus of this analysis. Two complementary perspectives are summarised: on the one hand, the type of system and its operational performance and, on the other, the related business models, concepts of operation and ownership schemes. Until now, Earth observation systems for the most critical institutional needs are mainly dedicated assets owned and operated by governments or public organisations, often at national level. Even in the case of dual use missions, the governmental and commercial operations are in general fully segregated for the very high resolution satellites. Recent evolutions could affect this paradigm. Firstly, the increased performance of commercial satellites has a high degree of convergence with defence needs: 25–30 cm resolution is now the benchmark or at least a very short term target for commercial missions. The second evolution is the development of hybrid procurement schemes, combining proprietary missions and data buy framework contracts, partly triggered by the budgetary constraints of public customers, some failures in the execution of large spy satellites contracts and by the willingness to foster the competitiveness of industry on the export market. New space is another trend, which is more disruptive. This trend begun in the Silicon Valley and spread worldwide, arousing our expectations, sometimes excessively. This new model involves not only start-ups but also big web actors with substantial investment capacity. Both aim to transforming space into a commodity, taking benefit from the convergence between Information technology and EO. Beside the massive constellations for broadband Internet access, some initiatives have been launched for Earth observation markets, targeting high resolution and high revisit. Last but not least, more and more countries, the newcomers, invest in their own EO capacity, confirming the soft power dimension of space but also opening new opportunities for international or regional cooperation. As many unpredictable events may occur, even in a short time frame, the last part of the paper has a prospective dimension. Based on market trends and industrial stakes, it discusses the realism and likelihood of possible scenarios and identifies their impacts on the EO landscape and the main stakeholders involved, in particular in Europe: – The governmental and institutional actors, using Earth observation data for their operational missions, with an evolving balance between sovereign assets and external services. – The commercial operators of very high resolution satellites, with the new market opportunities and the possible emergence of worldwide champions. – The satellite manufacturers and their competitiveness. – The role of nations and space agencies, including the non-dependence or national sovereignty and international cooperation dimensions. Based on the comparison of three “radical” scenarios, the conclusion shows that there are opportunities for service providers and satellite manufacturers. Even without clear answer to the future industrial, technical and political structure of EO systems, relevant indicators to be monitored during the next three-five years are identified. The last section focuses on Europe and the role of institutions in order to support European champions and small and medium companies in the new worldwide competition.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

26. Determining the structure of graphene-based flakes from their morphotype

Author

Thania C. Cazares-Huerta, Mathias Kobylko, Yu Wang, Alain Pénicaud, Marc Monthioux, Laure Noé, Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-BLAN-1003,GRAAL,Solutions, biocapteurs et matériaux à base de graphène(2010), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Diffraction, Materials science, Graphene, Stacking, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, Crystallography, Chemical physics, Transmission electron microscopy, law, General Materials Science, 0210 nano-technology
Abstract

International audience; Graphene-based flakes of various origins were investigated by transmission electron microscopy. Foreach of them, the morphotype was described, and then both the related structure (stacking type) andnanotexture (degree of perfection of the graphene layers) were described as well. Two kinds of clearly discriminated morphotypes were found (‘crumpled’ and ‘folded’), for objects with similar overall dimensions (in the range of several micrometers large) and similar multi-graphene nature (with the number of stacked graphene layers in the range of 2e15, sometimes more). It is found that the morphological discrepancies relate to the structural discrepancies. Typically, whether the structure is either turbostratic or graphitic makes the flake morphotype be either crumpled or folded, as a consequenceof preferred folding directions related to lattice periodicities. In this regard, structure prevails over nanotexture. This strict relationship implies that the 2D (turbostratic) or 3D (graphitic) nature of the stacking in graphene-based flakes whose determination usually requires diffraction studies may be merely deduced from low magnification images of their morphotypes.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

27. Global optimization of neutral and charged 20- and 55-atom silver and gold clusters at the DFTB level

Author

Fernand Spiegelman, Joseph Morillo, Nathalie Tarrat, Mathias Rapacioli, Jérôme Cuny, Jean-Louis Heully, Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation, Agrégats, Dynamique (LCPQ) (MAD), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Photochimie théorique et computationnelle (LCPQ) (PTC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
Icosahedral symmetry, Chemistry, 02 engineering and technology, engineering.material, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Biochemistry, 0104 chemical sciences, Ion, Nanoclusters, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Molecular dynamics, Electron diffraction, Chemical physics, Atom, engineering, Noble metal, Physical and Theoretical Chemistry, Atomic physics, 0210 nano-technology, Global optimization
Abstract

The global optimization of metallic clusters is an important topic because nanoclusters exhibit structure-dependent properties. In this paper, we present a global optimization study of Ag 20 , Au 20 , Ag 55 and Au 55 in their neutral and charge states (−1, 0, +1) conducted using a Parallel-Tempering Molecular Dynamics algorithm at the DFTB level without pre-screening. For Au 20 , Ag 20 and their ions, the present DFTB low energy structures are in good agreement with previously published calculations and experimental data. In the case of Ag 55 - and Au 55 - , the present study is consistent with photo-electron detachment experiments suggesting highly symmetric icosahedral structures for silver and more disordered morphologies for gold. The present results are also compatible with trapped ion electron diffraction experiments and calculations for Ag 55 + and Ag 55 - . We report low-energy isomers of Au 55 exhibiting cavities below their external shell. This work quantitatively confirms the relevance of DFTB for structure calculation of noble metal clusters. Furthermore, it also demonstrates the feasibility of global optimization using DFTB, without pre-screening through classical potential, for sizes up to a few tens of atoms and for different charge states.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

28. Characterization and modelling of layout effects in SiGe channel pMOSFETs from 14nm UTBB FDSOI technology

Author

Didier Dutartre, Sylvie Ortolland, Michel Haond, Emmanuel Josse, Francois Andrieu, R. Nicolas, Alain Claverie, Thierry Poiroux, E. Baylac, R. Berthelon, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), STMicroelectronics, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Electron mobility, Insulator (electricity), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, PMOS logic, law, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Electronic engineering, Stress profile, Electrical and Electronic Engineering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, business.industry, Transistor, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Threshold voltage, CMOS, Optoelectronics, Relaxation length, 0210 nano-technology, business
Abstract

The introduction of strained channel is mandatory to achieve high performance in Ultra-Thin-Body and Buried-Oxide Fully-Depleted-Silicon-On-Insulator (UTBB FDSOI) technology. Especially, compressive SiGe channel has been demonstrated to enhance hole mobility and therefore pMOSFETs drive currents. At the same time, the performance gain induced by this mechanical stressor comes along with layouts effects. In this study, we characterize experimentally the impact of the active region dimensions and shape on the threshold voltage and linear drain current of SiGe channel pMOSFETs directly on insulator fabricated for the 14 nm technology node. The pMOS threshold voltage increases by 105 mV for a gate-to-STI distance of 80 nm compared to 980 nm while IODLIN decreases by 51%. An analytical model is proposed to reproduce the layout dependences. The model is based on the stress profile, taking into account both the stress from the SiGe channel and from SiGe source/drain. It reproduces the experimental data with a good accuracy in the cases of symmetric and asymmetric layouts, provided a typical relaxation length of 112 nm is used. Finally, a special attention is paid on multifinger transistors, since they are widely used in standard cells designs.

Published
2017
Full Text
View/download PDF

29. Comments on: 'Structure evolution mechanism of highly ordered graphite during carbonization of cellulose nanocrystals' by Eom et al. [Carbon 150 (2019) 142–152]

Author

Marc Monthioux, Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Materials science, Carbonization, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Cellulose nanocrystals, chemistry, Chemical engineering, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], medicine, General Materials Science, Graphite, medicine.symptom, 0210 nano-technology, Carbon, Mechanism (sociology), Confusion
Abstract

International audience; This is a comment on the conclusions of the paper by Eom et al. mostly because they could introduce a confusion in the understanding and right use of the vocabulary specific of carbon materials and the carbonization mechanisms.

Published
2020
Full Text
View/download PDF

30. Synthesis and characterization of iodo derivatives of bis-salphen complexes

Author

Jacques Bonvoisin, Fabien Silly, Melia Lacaze, Nathalie Saffon-Merceron, Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Laboratoire d'Electronique et nanoPhotonique Organique (LEPO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
TGA, 010405 organic chemistry, Crystal structure, Organic Chemistry, Metal-Salophen complexes, chemistry.chemical_element, Zinc, Carbon-13 NMR, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, NMR, Single Crystal Diffraction, 0104 chemical sciences, Analytical Chemistry, Characterization (materials science), Inorganic Chemistry, Crystallography, chemistry, Elemental analysis, Covalent bond, Proton NMR, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Spectroscopy
Abstract

International audience; Two new iodo derivatives of bis-salphen zinc complexes [salphen = N,N’-bis(salicylideneimine)-1,2-diaminobenzene] have been synthesized and fully characterized. The 1H NMR, 13C NMR, IR, UV-Vis, TGA, elemental analysis and MALDI mass spectral data of these complexes are presented. In addition, X-Ray single crystal diffraction analysis of complex 1 has been recorded. These two compounds present a great potential interest for generating 2D covalent organic nanoarchitecture.

Published
2021
Full Text
View/download PDF

31. Efficient cleaning of graphene from residual lithographic polymers by ozone treatment

Author

George Deligeorgis, Vladimir Prudkovskiy, Rositsa Yakimova, Konstantin P. Katin, Pascal Puech, Mikhail M. Maslov, University of Crete [Heraklion] (UOC), The National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute) [Moscow, Russia], Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Department of Physics, Chemistry and Biology, Linköping University, Foundation for Research and Technology - Hellas (FORTH), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Polymers, Electron transport measurements, Nanotechnology, Silicon carbide, 02 engineering and technology, Graphene lattices, medicine.disease_cause, Epitaxy, 01 natural sciences, Electron transport properties, law.invention, UV/ozone treatment, Ozone, Surface roughness, law, 0103 physical sciences, medicine, General Materials Science, 010306 general physics, Graphene oxide paper, [PHYS]Physics [physics], chemistry.chemical_classification, business.industry, Graphene, Doping, Graphene foam, General Chemistry, Polymer, Residual polymers, 021001 nanoscience & nanotechnology, Epitaxial graphene, Substrate topography, chemistry, Systematic analysis, Optoelectronics, Micro Raman Spectroscopy, 0210 nano-technology, business, Ultraviolet, Graphene nanoribbons
Abstract

cited By 3; International audience; We present an experimental study of time dependent ozone treatment on post-process epitaxial graphene using both electron transport measurements and resonant micro-Raman spectroscopy. We focus on a systematic analysis of residual polymer decomposition on the epitaxial graphene on SiC substrate. It was found that graphene could be effectively cleaned by ultraviolet (UV)/ozone treatment after nanofabrication from residual lithographic polymers. This procedure improves the charge carrier mobility, almost by a factor of two for strongly contaminated samples, decreases the doping level and does not introduce defect inside the graphene lattice. It was found that epitaxial SiC graphene is extremely stable when exposed to radical oxygen atoms. We ascribe this effect to the substrate topography, which significantly affects the graphene stability under UV/ozone treatment. Our calculations reveal that surface roughness of the SiC substrate can change the energy gain from epoxy group adsorption by a few tenths of electron volts.

Published
2016
Full Text
View/download PDF

32. A direct comparison between in-situ transmission electron microscopy observations and Dislocation Dynamics simulations of interaction between dislocation and irradiation induced loop in a zirconium alloy

Author

Frédéric Mompiou, Julie Drouet, Fabien Onimus, Laurent Dupuy, CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), ANR-10-EQPX-0038,MIMETIS,Microscopie Interférométrique et Microscopie Electronique en Transmission In Situ(2010), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Ternary alloys, Materials science, Geometry, High resolution transmission electron microscopy, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Molecular physics, In situ processing, law.invention, Ion, Stress (mechanics), Condensed Matter::Materials Science, law, 0103 physical sciences, Electron microscopy, Input datas, General Materials Science, Irradiation, Sample surface, High-resolution transmission electron microscopy, In-situ straining, Zirconium alloys, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Dislocation dynamics, Mechanical Engineering, Zirconium alloy, Metals and Alloys, Dislocation loop, Dislocation mobility, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, In-situ transmission electron microscopies, Dynamics, Crystallography, Dislocation dynamics simulation, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, Single crystals, Electron microscope, Dislocation, 0210 nano-technology
Abstract

cited By 1; International audience; Dislocation Dynamics simulations of a dislocation-loop interaction are compared to experimental observations performed during an in-situ straining experiment in a Transmission Electron Microscope at 500°C on a zirconium alloy, referred to as recrystallized Zircaloy-4, irradiated with Zr ions. The DD simulations, performed in the same geometrical, stress and dislocation mobility conditions, exhibit an excellent agreement with the observed interaction. It is shown that the interaction leads to the formation of an helicoidal turn expanding along the dislocation before being blocked below the sample surface. This approach opens the way to massive Dislocation Dynamics simulations with realistic input data.

Published
2016
Full Text
View/download PDF

33. The shining world of beetles

Author

Michel Mitov, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Pascale Cossart and Jules Hoffmann, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Scale (anatomy), Materials science, Cuticle, chitin, 01 natural sciences, Texture (geology), General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, liquid crystals, Optics, insects, General Immunology and Microbiology, biology, business.industry, General Medicine, biology.organism_classification, Iridescence, [SDV.BA.ZI]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, 030104 developmental biology, Camouflage, Chrysina gloriosa, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], General Agricultural and Biological Sciences, business, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], Structural coloration, 010606 plant biology & botany, Visible spectrum
Abstract

Twisted liquid-crystalline organizations are ubiquitous in living matter [1] , [2] . Many insects own a tessellated carapace with bumps, pits, indentations, stripes or spots ( Fig. 1 ). These geometric variation often exhibit iridescent colors, which are the consequence of a complex twist of chitin macromolecules. Such optical information with vivid structural colors might be of paramount importance in the life and the evolution of most day-living insects. Many biological functions are yet debated. They are related to conspecific or intra-species communication, thermoregulation, camouflage, survival or navigation [1] , [3] . For example, the cuticle of the scarab beetle Chrysina gloriosa exhibits two bands ( Fig. 2 ). The green band serves as a wavelength-selective (green) diffuser due to the set of polygons arranged on a curved surface and, at the mesoscopic scale, it behaves as an array of wavelength-selective micromirrors [4] . The silver stripe plays the role of a flat metallic reflector operating over the visible spectrum and into the infrared spectrum [4] . The orientation of the helicoidal structure varies in green stripes ( Fig. 3 ), whereas it is fixed in silver stripes. The outermost part of insect cuticles is very often covered with wax, which restricts water loss, prevents desiccation, may lend superhydrophobic and self-cleaning properties to the cuticle, and serves for chemical communication in many species. While cuticular waxes are considered isotropic, the wax layer of the cuticle of C. gloriosa exhibits an intriguing nanoscale laminate texture, as revealed by electron microscopy of the transverse sections [5] . Micro-textured cuticles of scarabs may inspire researchers and engineers to make their replicas as optical materials. Potential applications are in the field of wavelength-specific light modulators in routing technologies, broadband reflectors for energy savings, coatings for cryptography purposes (wavelength-dependent and polarization-dependent micro- and nanoscale patterns), camouflage (suits with a broad reflection in the IR spectrum identical to the one of the background) or thermoregulation for buildings.

Published
2019
Full Text
View/download PDF

34. A gas-templating strategy to synthesize CZTS nanocrystals for environment-friendly solar inks

Author

Oana Zaberca, Andrea Balocchi, Romain Bodeux, Delphine Lagarde, Vincent Foncrose, Xavier Marie, Jean-Yves Chane-Ching, Pascal Puech, Thomas Blon, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Recherche et Développement sur l'Energie Photovoltaïque (IRDEP), EDF R&D (EDF R&D), EDF (EDF)-EDF (EDF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), EDF (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-EDF R&D (EDF R&D), and EDF (EDF)-EDF (EDF)

Subjects
Solar cells, Energie électrique, Bubbles (in fluids), Defect concentrations, Materials science, Chalcogenide, Matériaux, Nucleation, Nanotechnology, engineering.material, 7. Clean energy, Gaslate, law.invention, chemistry.chemical_compound, Kesterite, law, Photovoltaics, Solar cell, [CHIM]Chemical Sciences, CZTS, Simultaneous formation, Kesterites, [PHYS]Physics [physics], Ink process, Chelation, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, Environment friendly, Nucleation stages, Gas-template, Nanocrystals, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Nanocrystal, Photoluminescence properties, engineering, Water splitting, Gases, business, High temperature gas
Abstract

A high-temperature gas-templating strategy is proposed to synthesize Cu2ZnSnS4 (CZTS) nanocrystals for all-aqueous solar inks. Our gas templating process route involves the in-situ generation and stabilization of nanosized gas bubbles into a molten KSCN-based reaction mixture at 400 degrees C. Chemical insights of the templating gas process are provided such as the simultaneous formation of gas bubbles and CZTS nuclei highlighting the crucial role of the nucleation stage on the sponge and resulting nanocrystals properties. The high porosity displayed by the resulting CZTS nanocrystals facilitates their further post-fragmentation, yielding individualized nanocrystals. The advantages of our high temperature gas templating route are illustrated by the following: (i) the low defect concentration displayed by the highly crystalline nanocrystals, (ii) the synthesis of CZTS nanocrystals displaying S2- polar surfaces after ligand exchange. The good photoluminescence properties recorded on the pure CZTS nanocrystals reveal potential for exploration of new complex chalcogenide nanocrystals useful for various applications including photovoltaics and water splitting. Here we demonstrate that using these building blocks, a CZTS solar cell can be successfully fabricated from an environment-friendly all-aqueous ink. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Published
2015
Full Text
View/download PDF

35. Reduction of dislocation densities in single crystal CVD diamond by using self-assembled metallic masks

Author

Mehdi Naamoun, Alix Gicquel, Pascal Doppelt, Alexandre Tallaire, Jocelyn Achard, Julien Barjon, Marc Legros, Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut Galilée-Université Paris 13 (UP13), Centre d'études de chimie métallurgique (CECM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 13 (UP13)-Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gestion Territoriale de l'Eau et de l'environnement (UMR GESTE), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Synthetic diamond, Material properties of diamond, Polishing, Single-crystal materials, Chemical vapor deposition, Substrate (electronics), engineering.material, Single crystal CVD diamond, law.invention, Interaction of dislocations, Diamond-based electronic devices, law, Synthetic diamonds, Materials Chemistry, Electrical and Electronic Engineering, Diamond growth, [PHYS]Physics [physics], Diamonds, Plasma etching, Substrates, business.industry, Mechanical Engineering, Threading dislocation, Single crystal substrates, Diamond, General Chemistry, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Crystallography, Dislocations (crystals), engineering, Single crystals, Optoelectronics, Extended defect, Dislocation, Surface defects, business, Single crystal
Abstract

cited By 3; International audience; The development of diamond-based electronic devices designed to operate at high power is strongly hampered by the lack of low dislocation single crystal material. Dislocations in Chemically Vapor Deposited (CVD) diamond are indeed generally responsible for leakage current, seriously deteriorating the performance of the devices. They can be due to defects such as polishing damage or contamination found at the substrate's surface, or they can directly originate from existing bulk defects that extend into the homoepitaxial layer. Although significant improvements have been achieved by using adapted surface treatments, dislocations found in CVD diamond grown on standard quality single crystal substrates are still typically in the range 105-106 cm- 2. In this work, we report on a new growth strategy aiming at preventing threading dislocations from propagating into CVD diamond layers. It is based on the selective masking of existing defects revealed at the surface of the substrates by Pt nanoparticles. The interaction of dislocations with such embedded particles has been assessed and critical remarks are given as to the use of this technique in order to reduce dislocation densities in synthetic diamond.

Published
2015
Full Text
View/download PDF

36. Electromigration experiments by spark plasma sintering in the silver–zinc system

Author

Jean-Philippe Monchoux, Zofia Trzaska, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Reactivity (nuclear), Silver, Materials science, Intermetallics, Annealing (metallurgy), Intermetallic, Analytical chemistry, Spark plasma sintering, Sintering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Electromigration, Intermetallic phasis, Current density, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Product layer, Growth rate, Reaction kinetics, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Mechanical Engineering, Metallurgy, Metals and Alloys, Typical operating conditions, 021001 nanoscience & nanotechnology, Silver-zinc, High current densities, Electric sparks, Zinc, Mechanics of Materials, Electric current, 0210 nano-technology
Abstract

cited By 7; International audience; The impact of the electric current of the spark plasma sintering (SPS) technique on the reaction kinetics in the Ag-Zn system is evaluated in typical operating conditions. For this purpose, experiments in SPS conditions are compared with experiments in which the SPS current is null, and in which it is artificially increased, for reaction experiments at 300 °C for 2-20 min of annealing duration. The current density flowing through the sample in the SPS experiments is in the range 60-190 A/cm2. In the experiments with high current density, values of 1000-1400 A/cm2 are achieved. Thus, the growth rate of the product layer of intermetallic phases forming at the Ag-Zn interface under 0 A/cm2, 60-190 A/cm2 and 1000-1400 A/cm2, are measured. No dependence of the growth rate on the current density, and hence no electromigration phenomenon, is observed.

Published
2015
Full Text
View/download PDF

37. Fractionation of silicon isotopes in liquids: The importance of configurational disorder

Author

Romain Dupuis, Magali Benoit, Merlin Méheut, Elise Nardin, Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement

Subjects
First-principles calculation, silicic acid, Silicon, Silicon oxides, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Analytical chemistry, Silicon isotopes, chemistry.chemical_element, Mineralogy, Fractionation, Molecular dynamics, chemistry.chemical_compound, Isotopes, Geochemistry and Petrology, First principles method, stable isotope, [CHIM]Chemical Sciences, Kaolinite, Isotopes of silicon, Silicic acid, Dissolution, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], kaolinite, Ab initio molecular dynamics, Temperature, Properties of solutions, silicon, Geology, Mass-independent fractionation, precipitation (chemistry), quartz, Equilibrium fractionation, speciation (chemistry), chemistry, Stable isotope fractionations, silica, 13. Climate action, isotopic fractionation, Equilibrium fractionations, Silica precipitation, solid solution, Calculations
Abstract

Silicon isotopes are a promising tool to assess low-temperature geochemical processes such as weathering or chert precipitation. However, their use is hampered by an insufficient understanding of the fractionation associated with elementary processes such as precipitation or dissolution. In particular, the respective contributions of kinetic and equilibrium processes remain to be determined. In this work, equilibrium fractionation factors for silicon isotopes have been calculated using first-principles methods for quartz, kaolinite, and dissolved silicic acid (H 4 SiO 4 and H 3 SiO 4 − ) at 300 K. The two liquid systems are treated both as realistically as possible, and as consistently with the solids as possible. They are first simulated by ab initio molecular dynamics, then individual snapshots are extracted from the trajectories and relaxed, giving inherent structures (IS). The fractionation properties of these IS are then calculated. A significant variability of the fractionation properties ( σ = 0.4‰) is observed between the independent snapshots, emphasizing the importance of configurational disorder on the fractionation properties of solutions. Furthermore, a correlation is observed between the fractionation properties of these snapshots and the mean Si–O distances, consistent with calculations on minerals. This correlation is used to identify other parameters influencing the fractionation, such as the solvation layer. It is also used to reduce the number of configurations to be computed, and therefore the computational cost. At 300 K, we find a fractionation factor of + 2.1 ± 0.2‰ between quartz and H 4 SiO 4 , + 0.4 ± 0.2‰ between kaolinite and H 4 SiO 4 , and − 1.6 ± 0.3‰ between H 3 SiO 4 − and H 4 SiO 4 . These calculated solid–solution fractionations show important disagreement with natural observations in low-temperature systems, arguing against isotopic equilibration during silicon precipitation in these environments. On the other hand, the large fractionation associated with the de-protonation of silicic acid suggests the importance of speciation, and in particular pH, for the fractionation of silicon isotopes at low temperature.

Published
2015
Full Text
View/download PDF

38. Investigation of deformation micro-mechanisms in nickel consolidated from a bimodal powder by spark plasma sintering

Author

Péter Jenei, David Tingaud, Jenő Gubicza, Guy Dirras, Frédéric Mompiou, A. Krawczynska, Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut Galilée-Université Paris 13 (UP13), Eötvös Loránd University (ELTE), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Paris 13 (UP13)-Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Spark plasma sintering, Sintering, 02 engineering and technology, Deformation (meteorology), 01 natural sciences, In situ processing, Partial dislocations, Nickel, 0103 physical sciences, In-situ TEM, General Materials Science, Polycrystalline nickels, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Micrometer sized particles, Deformation mechanism, Mechanical Engineering, Bi-modal structures, Metallurgy, Strain rate, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, In-situ transmission electron microscopies, Deformation, Grain size, Electric sparks, Dislocations (crystals), Mechanics of Materials, Grain boundaries, Grain boundary, Crystallite, Dislocation, Bi-modal microstructures, 0210 nano-technology, Grain size and shape, Transmission electron microscopy
Abstract

cited By 6; International audience; Bulk polycrystalline nickel compact was processed by spark plasma sintering from heterogeneous powder consisting of a mixture of nanometer and micrometer sized particles. The consolidated samples inherited the bimodal structure of the starting powder and was composed of ∼55 vol.% coarse-grained (with the grain size larger than 1 innodatamum) and ∼45 vol.% ultrafine-grained (with an average grain size of ∼550 nm) components. The deformation mechanisms were established by EBSD, X-ray line pro file analysis and in-situ TEM observations. In the ultrafine-grained volume, the deformation occurred mainly through the activation of dislocation sources emitting full or partial dislocation either from grain interior or grain boundaries. Besides dislocation activity, rolling and sliding of nanograins were also observed during deformation by in-situ transmission electron microscopy, which have a considerable contribution to the observed high strain rate sensitivity of the bimodal microstructure. The cracks formed during deformation easily propagated in the nanograin regions due to the weaker particle bonding caused by the relatively high fraction of native oxide layer on the surface of the initial nanoparticles.

Published
2015
Full Text
View/download PDF

39. A sacrificial material approach for spark plasma sintering of complex shapes

Author

Lise Durand, Geoffroy Chevallier, Alicia Weibel, Charles Manière, Claude Estournès, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanocomposites et Nanotubes de Carbone (CIRIMAT) (NNC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Physique de la Plasticité et Métallurgie (CEMES-PPM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)

Subjects
Materials science, Matériaux, Compaction, Spark plasma sintering, 02 engineering and technology, Homogeneous microstructure, Homogenization (chemistry), [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Relative density, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, General Materials Science, Composite material, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Shrinkage, 020502 materials, Mechanical Engineering, Finite element approach, Metals and Alloys, Sacrificial material, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0205 materials engineering, Mechanics of Materials, Complex shape, 0210 nano-technology, Simulation
Abstract

International audience; An optimized process for the densification of a complex shape part is studied. Production of samples with a complex shape is very difficult in uniaxial die compaction processes because of the thickness differences responsible for densification inhomogeneities. To solve this problem in the case of a particular shape, we propose a solution consisting of homogenization of the shrinkage distances by means of the use of a sacrificial material. This solution was first studied by a finite element approach and then tested experimentally. We obtained a part of complex shape with an overall relative density of 99% and a homogeneous microstructure.

Published
2016
Full Text
View/download PDF

40. An ordered metallic glass solid solution phase that grows from the melt like a crystal

Author

Karena W. Chapman, Lyle E. Levine, Frédéric Mompiou, Peter J. Chupas, Judith K. Stalick, Gabrielle G. Long, Leonid A. Bendersky, John W. Cahn, Argonne National Laboratory [Lemont] (ANL), National Institute of Standards and Technology [Gaithersburg] (NIST), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Phase transition, Spin glass, Materials science, Intermetallics, Polymers and Plastics, X ray scattering, Pair distribution functions, Intermetallic, Pair distribution function analysis, Thermodynamics, Crystal atomic structure, Condensed Matter::Disordered Systems and Neural Networks, Solid solution phase, Crystal, Phase (matter), Intermetallic phase, Translational symmetry, [PHYS]Physics [physics], Amorphous metal, Metals and Alloys, Crystalline materials, Classical thermodynamics, First-order phase transitions, Nanocrystals, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Condensed Matter::Soft Condensed Matter, Crystallography, Structural studies, Metallic glass, Phase transitions, Ceramics and Composites, Glass, Glass transition, Solid solutions, Distribution functions, Aluminum, Solid solution
Abstract

cited By 6; International audience; We report structural studies of an Al-Fe-Si glassy solid that is a solid solution phase in the classical thermodynamic sense. We demonstrate that it is neither a frozen melt nor nanocrystalline. The glass has a well-defined solubility limit and rejects Al during formation from the melt. The pair distribution function of the glass reveals chemical ordering out to at least 12Å that resembles the ordering within a stable crystalline intermetallic phase of neighboring composition. Under isothermal annealling at 305 °C the glass first rejects Al, then persists for approximately 1 h with no detectable change in structure, and finally is transformed by a first-order phase transition to a crystalline phase with a structure that is different from that within the glass. It is possible that this remarkable glass phase has a fully ordered atomic structure that nevertheless possesses no long-range translational symmetry and is isotropic.

Published
2014
Full Text
View/download PDF

41. Theory of plasmonic properties of hyper-doped silicon nanostructures

Author

Christian Girard, Arnaud Arbouet, Adelin Patoux, Vincent Paillard, Peter R. Wiecha, Aurélien Cuche, Caroline Bonafos, Clément Majorel, Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-18-CE09-0034,DONNA,Dopage à l'échelle nano(2018), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Silicon, Nanostructure, Materials science, Physics::Optics, chemistry.chemical_element, Surface plasmons, 02 engineering and technology, Hyperdoped nanostructures, 01 natural sciences, Condensed Matter::Materials Science, Optics, 0103 physical sciences, Electrical and Electronic Engineering, Physical and Theoretical Chemistry, Surface plasmon resonance, 010306 general physics, Plasmon, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Dopant, business.industry, Surface plasmon, Doping, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Semiconductor, chemistry, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract

International audience; The presence of a Localized Surface Plasmon Resonance in doped semiconductor nanostructures opens a new field for plasmonics and metasurfaces. Semiconductor nanostructures can be easily processed, have weak dissipation losses, and the plasmon resonance can be tuned from the mid- to the near-infrared spectral range by changing the dopant concentration (in complement to the constituent material, the size and shape of the nanostructure). We present in this paper an extension of the Green Dyadic Method applied to the case of doped silicon nanostructures of arbitrary shape on a planar silica substrate. The method is used to compute both far- and near-field optical properties, such as the extinction efficiency and the electromagnetic near-field intensity inside and around any doped silicon nanostructure, respectively. This theoretical approach provides an important tool for active dopant characterization in doped semiconductor nanostructures, for near-field imaging of complex nanoantennas produced by electron beam lithography, and for the definition of doped semiconductor-based metasurfaces.

Published
2019
Full Text
View/download PDF

42. Thermal emission from a single glass fiber

Author

Valentina Krachmalnicoff, Karl Joulain, Joris Doumouro, Houssem Kallel, Yannick De Wilde, Institut Langevin - Ondes et Images, Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-ESPCI ParisTech-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ENSMA, Thermique aux Nano échelles et Rayonnement (TNR ), Département Fluides, Thermique et Combustion (FTC), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ENSMA-Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ENSMA-Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ENSMA-Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ENSMA, ANR-10-IDEX-0001-02/10-LABX-0024,WIFI,Institut Langevin : Ondes et Images, du Fondamental à l'Innovation(2010), ANR-16-CE09-0012,CarISOVERRE,Caractérisation des composants élémentaires d'isolants thermiques à base de verre.(2016), ANR-11-LABX-0017/11-LABX-0017,INTERACTIFS,Interactions and transfers at fluids and solids interfaces(2011), Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587) (IL), Sorbonne Université (SU)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), ANR-11-LABX-0017,INTERACTIFS,Interactions and transfers at fluids and solids interfaces(2011), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Langevin ondes et images, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique / Optique atomique, Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique (LCFIO), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Permittivity, Materials science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Infrared, Mie scattering, Glass fiber, FOS: Physical sciences, Glass wool, Applied Physics (physics.app-ph), 01 natural sciences, 7. Clean energy, Thermal insulation, Mie theory, Composite material, Spectroscopy, 0105 earth and related environmental sciences, [PHYS]Physics [physics], Radiation, [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], business.industry, Physics - Applied Physics, Far-field thermal radiation, Spatial modulation spectroscopy, Single object, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Thermal radiation, Light emission, business, Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

In this article, we study the thermal light emission from individual fibers of an industrial glass material, which are elementary building blocks of glass wool boards used for thermal insulation. Thermal emission spectra of single fibers of various diameters partially suspended on air are measured in the far-field by means of infrared spatial modulation spectroscopy.These experimental spectra are compared with the theoretical absorption efficiency spectra of cylindrical shaped fibers calculated analytically in the framework of Mie theory taking as an input the measured permittivity of the industrial glass material. An excellent qualitative agreement is found between the measured thermal radiation spectra and the theoretical absorption efficiency spectra., Comment: 25 pages, 5 figures, JQSRT, 2019

Published
2019
Full Text
View/download PDF

43. Influence of the Germanium content on the amorphization of silicon–germanium alloys during ion implantation

Author

Nikolay Cherkashin, Alain Claverie, A. Belafhaili, Fuccio Cristiano, L. Laânab, LCS, Faculty of Sciences. Mohammed V University of Rabat, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Mohammed V de Rabat [Agdal] (UM5), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Fabrication, chemistry.chemical_element, Germanium, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, General Materials Science, [PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, business.industry, Mechanical Engineering, Doping, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Silicon-germanium, Amorphous solid, Crystallography, Ion implantation, chemistry, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, Energy density, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business
Abstract

International audience; We have studied by transmission electron microscopy the amorphization of silicon–germanium (SiGe) alloys by Ge+ implantation. We show that when implanted with the same amorphization dose, the resulting amorphous layers get narrower when the Ge content increases. The experimental results can be simulated using the critical damage energy density model assuming that the amorphization threshold rises linearly with the Ge content from 3 eV/at for pure Si to 5 eV/at for pure Ge. These results and simulations are needed to optimize the fabrication of highly doped regions in SiGe alloys.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

44. Structural defects analysis versus spin polarized tunneling in Co2FeAl/MgO/CoFe magnetic tunnel junctions with thick MgO barriers

Author

Yuan Lu, Michel Hehn, Coriolan Tiusan, Etienne Snoeck, Traian Petrisor, M. S. Gabor, Technical University of Cluj-Napoca, Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Spin polarization, Spintronics, Condensed matter physics, Spin polarized scanning tunneling microscopy, 02 engineering and technology, Crystal structure, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Condensed Matter::Materials Science, Tunnel magnetoresistance, Condensed Matter::Superconductivity, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 010306 general physics, 0210 nano-technology, High-resolution transmission electron microscopy, Single crystal, Quantum tunnelling
Abstract

Equipe 101 : Nanomagnétisme et électronique de spin; International audience; We report on spin polarization reduction by incoherent tunneling in single crystal Co2FeAl/MgO/Co50Fe50 magnetic tunnel junctions (MTJs). A large density of misfit dislocations in the Heusler based MTJs has been provided by a thick MgO barrier and its 3.8% lattice mismatch with the Co2FeAl electrode. Our analysis implicates a correlated structural-transport approach. The crystallographic coherence in the real space has been investigated by High Resolution Transmission Electron Microscopy phase analysis. The electronic transport experiments in variable temperature, fitted with a theoretical extended-Glazman-Matveev model, address different levels of the tunneling mechanisms from direct to multi-center hopping. We demonstrate a double impact of dislocations, as extended defects, on the tunneling polarization. Firstly, the breaking of the crystal symmetry destroys the longitudinal and lateral coherence of the propagating Bloch functions. This affects the symmetry filtering efficiency of the Delta(1) states across the (001) MgO barriers and reduces the associated effective tunneling polarization. Secondly, dislocations provide localized states within the MgO gap. This determines temperature activated spin-conserving inelastic tunneling through chains of defects which are responsible for the one order of magnitude drop of the tunnel magnetoresistance from low to room temperature.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

45. cis,cis,cis,cis-1,2,3,4,5-Pentakis(hydroxymethyl)cyclopentane

Author

André Gourdon, Adeline R. Pujol, Nicolas Ratel-Ramond, Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
chemistry.chemical_classification, Ozonolysis, Double bond, 010405 organic chemistry, Organic Chemistry, Diol, Maleic anhydride, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Acetonide, Medicinal chemistry, Cycloaddition, 0104 chemical sciences, 3. Good health, chemistry.chemical_compound, chemistry, Drug Discovery, [CHIM]Chemical Sciences, Hydroxymethyl, Cyclopentane
Abstract

cited By 0; International audience; All-cis pentamethanolcyclopentane has been obtained in six steps by Diels–Alder condensation of maleic anhydride with (benzyloxymethyl)cyclopenta-2,4-diene, reduction of the anhydride to a diol that was protected as the acetonide. Then, ozonolysis of the double bond, followed by reduction led to a cis-diol. Then successive deprotections of the three other methanol groups gave the cis,cis,cis,cis-1,2,3,4,5-pentakis(hydroxymethyl)cyclopentane.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

46. Vibrational transition rule during a through-bond electron transfer process

Author

Mikael Kepenekian, Serge Monturet, Christian Joachim, Roberto Robles, Nicolás Lorente, Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), ICN2 - Institut Catala de Nanociencia i Nanotecnologia (ICN2), Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), European Commission, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Quantum phase transition, 0303 health sciences, education.field_of_study, Chemistry, Selection rule, Oscillation, Population, General Physics and Astronomy, Transition of state, 02 engineering and technology, transition rule, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electron transfer, 03 medical and health sciences, Tunnel junction, Molecular vibration, vibrational coupling, [CHIM]Chemical Sciences, Physical and Theoretical Chemistry, Atomic physics, 0210 nano-technology, education, 030304 developmental biology
Abstract

The transition rule governing the inelastic excitations of molecular vibrations occurring during a molecular through-state electron transfer process is presented. Using an effective Hamiltonian model, it is shown that the quantum time oscillation of the intermediate electronic state population triggers this transition. Its corresponding quantum oscillation frequency has to be equal to a quantum of vibration. This transition rule is extended to the full spectrum of a quantum vibrator. This new transition rule is expected to be robust when electronically coupling the molecule to the metallic pads of a voltage-biased tunnel junction. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved., This work has been supported by the ICT-FET European Union Integrated Project AtMol (http://www.atmol.eu).

Published
2013
Full Text
View/download PDF

47. Fullerene attachment to sharp-angle nanocones mediated by covalent oxygen bridging

Author

Manitra Razafinimanana, Christopher P. Ewels, M. Pacheco, Jagjiwan Mittal, Irene Suarez-Martinez, Hatem Allouche, Marc Monthioux, Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Curtin University [Perth], Planning and Transport Research Centre (PATREC), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Arc Electrique et Procédés Plasmas Thermiques (LAPLACE-AEPPT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
chemistry.chemical_classification, Fullerene, Bridging (networking), Materials science, Double bond, Sharp angle, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Photochemistry, 01 natural sciences, Oxygen, 0104 chemical sciences, chemistry, Transmission electron microscopy, Covalent bond, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Physics::Atomic and Molecular Clusters, General Materials Science, 0210 nano-technology, Carbon nanocone
Abstract

International audience; Using a combination of transmission electron microscopy and density functional modeling we examine covalent bridging between carbon nanoforms, focusing on fullerene attachment to carbon nanocones (nanohorns). We show that oxygen mediates covalent cross-linking between carbon nanoforms, analogously to oxygen-mediated fullerene dimerisation (C120O). We confirm this theoretically and experimentally for fullerenes bonded to nanocone tips. Oxygen bridging only occurs in systems with relatively localized double bond character, i.e., in the case of nanocones, bridging only occurs between fullerenes and high angle nanocone tips.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

48. Uniform dispersion of nanotubes in thermoplastic polymer through thermal annealing

Author

G. Bonnet, Pierre-Henri Cadaux, Wolfgang Bacsa, Victoria Tishkova, F. Pont, Pascal Puech, B. Gautier, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Physique des Solides de Toulouse, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Annealing (metallurgy), Mechanical properties of carbon nanotubes, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, law.invention, Condensed Matter::Materials Science, law, General Materials Science, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Composite material, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, chemistry.chemical_classification, General Chemistry, Polymer, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Optical properties of carbon nanotubes, chemistry, Frit compression, Electron microscope, 0210 nano-technology, Dispersion (chemistry)
Abstract

The formation of uniform dispersions from agglomerated carbon nanotubes in polymers is a major challenge for their use in composites. We show that agglomerated carbon nanotubes on top of a thermoplastic polymer are efficiently dispersed when annealing. Annealing is found to disperse carbon nanotubes surprisingly well. We image the dispersion of the nanotubes in the polymer matrix using electron microscopy and Raman mapping. The dispersion of nanotubes depends on whether the tubes are multi, double or single walled. Highly uniform dispersions are found for multi wall tubes while single and double wall carbon nanotubes show less uniform dispersions.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

49. Effect of powder state on spark plasma sintering of TiAl alloys

Author

Alain Hazotte, Julien Guyon, Jean-Philippe Monchoux, Emmanuel Bouzy, Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (LEM3), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Labex DAMAS, Université de Lorraine (UL), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-LABX-0008,DAMAS,Design des Alliages Métalliques pour Allègement des Structures(2011), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
Materials science, Nucleation, Sintering, Spark plasma sintering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], Differential thermal analysis, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Microstructure, Ball mill, Grain Boundary Sliding, Mechanical alloying and milling, 010302 applied physics, Mechanical Engineering, Metallurgy, Metals and Alloys, based on TiAl, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Mechanics of Materials, Titanium aluminides, Grain boundary, Plastic deformation mechanisms, 0210 nano-technology
Abstract

International audience; Two sets of TiAl-based powders were consolidated by spark plasma sintering (SPS) using identical processing conditions. Both were prealloyed powders obtained by atomization, but one was additionally mechanically grinded by high energy ball milling. Both presented a metastable, almost-alpha structure, but atomization results in a coarse-grained microstructure, whereas milling induces an ultrafine-grained one. Differential thermal analysis during continuous heating showed that phase transformation towards equilibrium (gamma + alpha(2)) structure starts at lower temperature in the case of the mechanically milled powder. Densification during SPS processing also takes place 200 degrees C below for the mechanically milled powders. Higher kinetics associated with mechanical grinding is attributed to the presence of a high density of defects favoring nucleation. However, it is also proposed that the difference of initial structures results in different deformation modes during sintering. For the ultrafine-grained mechanically milled powder, densification takes place by grain boundary sliding assisted by surface/grain boundaries diffusion, whereas conventional plastic deformation by gliding and twinning is active for the coarse-grained as-atomized powder. Moreover, both structures after full densification were heterogeneous at fine scale. But, for the first one this hetero-structure originates from the mechanical milling process, while for the other, it results from the heterogeneity of the deformation during densification.

Published
2013
Full Text
View/download PDF

50. Application of the O-lattice theory for the reconstruction of the high-angle near 90° tilt Si(110)/(001) boundary created by wafer bonding

Author

Nikolay Cherkashin, Oleg Kononchuk, Shay Reboh, Martin Hÿtch, Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (CEMES-MEM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SOITEC SA, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
[PHYS]Physics [physics], 010302 applied physics, Materials science, Polymers and Plastics, Condensed matter physics, Misorientation, business.industry, Wafer bonding, Metals and Alloys, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Condensed Matter::Materials Science, Optics, Geometric phase, Transmission electron microscopy, Lattice (order), 0103 physical sciences, Ceramics and Composites, Grain boundary, Twist, 0210 nano-technology, business, Burgers vector
Abstract

This work presents an experimental and theoretical identification of defects and morphologies of a high-angle near-90° tilt Si ( 1 ¯ 1 0 ) / / ( 0 0 1 ) boundary created by direct wafer bonding. Two samples with different twist misorientations, between the ( 1 ¯ 1 0 ) layer and the (0 0 1) substrate, were studied using conventional transmission electron microscopy (TEM) and geometric phase analysis of high-resolution TEM images. The O-lattice theory was used for atom reconstruction of the interface along the [ 1 1 ¯ 0 ] sub / / [ 0 0 1 ] lay direction. It is demonstrated that to preserve covalent bonding across the interface, it should consist of { 1 1 ¯ 1 } sub , lay / / { 1 ¯ 1 2 } lay , sub facets intersected by maximum of six { 1 1 ¯ 1 } lay , sub planes with three 90° Shockley dislocations per facet. It is shown that a particular atom reconstruction is needed at transition points from one facet to another. The presence or absence of deviation from exact 90° tilt of the layer with respect to the substrate is shown to be related directly to the undulations of the interface. It is demonstrated that the latter has an influence on the Burgers vector of the dislocations adjusting in-plane twist misorientation. A general model for cubic face-centered materials for an arbitrary 〈1 1 0〉sub,lay tilt interface is proposed, which predicts the net Burgers vector and the spacing between dislocations necessary to realize transition from the lattice of the substrate (layer) to the layer (substrate).

Published
2012
Full Text
View/download PDF

Catalog

Books, media, physical & digital resources
See catalog results