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1. Tuning absorption and emission in monolayer semiconductors: a brief survey

Author: Xavier Marie, Cedric Robert, Lei Ren, M. A. Semina, Mikhail M. Glazov, Bernhard Urbaszek, 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), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), A.F. Ioffe Physical-Technical Institute, and Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS)
Subjects: Materials science, business.industry, Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Semiconductor, 0103 physical sciences, Monolayer, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 010306 general physics, 0210 nano-technology, business, Absorption (electromagnetic radiation), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2022

2. Subsurface‐Carbon‐Induced Local Charge of Copper for an On‐Surface Displacement Reaction

Author: Ye Sun, Flemming Besenbacher, Cristina Mattioli, Wenlong E, Shaoshan Wang, Miao Yu, Lev Kantorovich, André Gourdon, Xueming Yang, Pengcheng Ding, Zhuo Li, 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), Harbin Institute of Technology (HIT), Dalian Institute of Chemical Physics (DICP), Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), Center for Condensed Matter Science and Technology, 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 de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Department of Physics, King's College London, Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO), and Aarhus University [Aarhus]
Subjects: Materials science, Proton, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, Carbide, Deprotonation, Physics - Chemical Physics, Atom, displacement reaction, on-surface synthesis, Single displacement reaction, Chemical Physics (physics.chem-ph), catalysis, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, 010405 organic chemistry, General Chemistry, Copper, displacement reactions, 0104 chemical sciences, Condensed Matter - Other Condensed Matter, Carbon doping, local charge, chemistry, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], Physical chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Carbon, Other Condensed Matter (cond-mat.other), carbon doping
Abstract: Transition metal carbides have sparked unprecedented enthusiasm as high-performance catalysts in recent years. Still, the catalytic properties of copper (Cu) carbide remain unexplored. By introducing subsurface carbon (C) to Cu(111), displacement reaction of proton in carboxyl acid group with single Cu atom is demonstrated at the atomic scale and room temperature. Its occurrence is attributed to the C-doping induced local charge of surface Cu atoms (up to +0.30 e/atom), which accelerates the rate of on-surface deprotonation via reduction of the corresponding energy barrier, thus enabling the instant displacement of a proton with a Cu atom when the molecules land on the surface. Such well-defined and robust Cu$^{\delta +}$ surface based on the subsurface C doping offers a novel catalytic platform for on-surface synthesis., Comment: Angewandte Chemie International Edition, Wiley-VCH Verlag, 2021
Published: 2021

3. Packing Biomolecules into Sierpiński Triangles with Global Organizational Chirality

Author: Na Li, Jie Li, Hao Tang, Zhen Xu, Chao Li, Ruoning Li, Yajie Zhang, Xue Zhang, Yongfeng Wang, Ziyong Shen, 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), 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: Silver, Pyridines, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Catalysis, law.invention, Colloid and Surface Chemistry, Fractal, law, Benzene Derivatives, Molecule, Density Functional Theory, Radioisotopes, chemistry.chemical_classification, Biomolecule, Intermolecular force, Tryptophan, Hydrogen Bonding, Stereoisomerism, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Sierpinski triangle, Fractals, Models, Chemical, chemistry, Chemical physics, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], Density functional theory, Adsorption, Scanning tunneling microscope, 0210 nano-technology, Chirality (chemistry)
Abstract: Fractals are found in nature and play important roles in biological functions. However, it is challenging to controllably prepare biomolecule fractals. In this study, a series of Sierpiński triangles with global organizational chirality is successfully constructed by the coassembly of l-tryptophan and 1,3-bi(4-pyridyl)benzene molecules on Ag(111). The chirality is switched when replacing l-tryptophan by d-tryptophan. The fractal structures are characterized by low-temperature scanning tunneling microscopy at the single-molecule level. Density functional theory calculations reveal that intermolecular hydrogen bonds stabilize the Sierpiński triangles.
Published: 2021

4. Raman study of rusty oil spotted glaze produced in Linfen kilns (Shanxi province, AD 1115–1368)

Author: Philippe Sciau, Zhang Pei, Tian Wang, Jianfeng Zhu, Minli Wang, Jun Cao, Fen Wang, Clement Hole, Shi Pei, Shaanxi University of Science and Technology, 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), 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: Pseudobrookite, Materials science, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, Kiln, microstructure, Nucleation, 02 engineering and technology, engineering.material, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, hematite, symbols.namesake, General Materials Science, Linfen kilns, Spectroscopy, pseudobrookite, Metallurgy, Glaze, ε-Fe2O3, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Hematite, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, 0104 chemical sciences, Full width at half maximum, visual_art, visual_art.visual_art_medium, engineering, symbols, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy
Abstract: International audience; The Linfen kiln complex, one of the most representative of Shanxi kilns, is famous for its oil spotted glazed ware production. In this work, micro-Raman spectroscopy was applied to analyze the nature of the rusty oil spot pattern of a bowl fragment from Linfen kilns. Crystals of polygonal shape found in the spots at the glaze surface and around bubbles in the cross-section of the glaze were identified as hematite. Their distribution in the glaze suggests that nucleation seeds and small crystals are carried toward the surface by the rise of bubbles during the heating step of the firing. Raman spectra combined with energy-dispersive spectrometry (EDS) measurements also suggest that Fe ions in hematite crystals are partially substituted, causing the variation of band position and full width at half maximum (FWHM) of the spectra. Dendritic ε-Fe2O3 was identified in brown areas of the black glaze, as well as pseudobrookite crystals of tens of microns in the cross-section of the glaze. The degree of the glaze polymerization (A500/A1000) was calculated at 1.85, indicating a firing temperature lower than 1300°C, consistent with the archaeological data.
Published: 2021

5. 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

6. On-surface preparation of coordinated lanthanide-transition-metal clusters

Author: Song Gao, Mingjun Zhong, Tianhao Wu, Bing-Wu Wang, Jie Li, Jing Liu, Shimin Hou, Zhen Xu, Ziyong Shen, Rong Sun, Qiang Xue, Ruoning Li, Yongfeng Wang, Hao Tang, Xiong Zhou, Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices and Center for Carbon-based Electronics, Department of Electronics, Peking University, Beijing Academy of Quantum Information Sciences, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 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), South China University of Technology [Guangzhou] (SCUT), 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: Lanthanide, Materials science, Nitrile, Science, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, law.invention, chemistry.chemical_compound, Transition metal, law, Pyridine, Cluster (physics), Multidisciplinary, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Coordination chemistry, 0104 chemical sciences, Crystallography, Cerium, Scanning probe microscopy, chemistry, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], Density functional theory, Scanning tunneling microscope, 0210 nano-technology
Abstract: The study of lanthanide (Ln)-transition-metal (TM) heterometallic clusters which play key roles in various high-tech applications is a rapid growing field of research. Despite the achievement of numerous Ln-TM cluster compounds comprising one Ln atom, the synthesis of Ln-TM clusters containing multiple Ln atoms remains challenging. Here, we present the preparation and self-assembly of a series of Au-bridged heterometallic clusters containing multiple cerium (Ce) atoms via on-surface coordination. By employing different pyridine and nitrile ligands, the ordered coordination assemblies of clusters containing 2, 3 and 4 Ce atoms bridged by Au adatoms are achieved on Au(111) and Au(100), as revealed by scanning tunneling microscopy. Density functional theory calculations uncover the indispensable role of the bridging Au adatoms in constructing the multi-Ce-containing clusters by connecting the Ce atoms via unsupported Ce-Au bonds. These findings demonstrate on-surface coordination as an efficient strategy for preparation and organization of the multi-Ln-containing heterometallic clusters., The preparation of lanthanide-transition metal clusters containing multiple lanthanide atoms remains challenging. Here, the authors present the controlled on-surface formation of ligand-stabilized heterometallic Ce/Au clusters containing two, three and four Ce atoms bridged by Au adatoms.
Published: 2021

7. Detection and Imaging of Magnetic Field in the Low-Frequency Regime Using a Ferromagnetic Thin Film Coated With a Thermo-Fluorescent Layer

Author: Jean-François Bobo, Daniel Prost, Alexis Chevalier, Stéphane Faure, Hugo Ragazzo, ONERA / DEMR, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, 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), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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 de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: magnetic coil, Materials science, Field (physics), IMAGERIE, Low frequency, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, CHAMP MAGNETIQUE, Magnetic field imaging, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Electrical and Electronic Engineering, 010302 applied physics, thermo-fluorescence, business.industry, Magnetic hysteresis, thermography, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Magnetic field, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Permeability (electromagnetism), RESONANCE MAGNETIQUE, Optoelectronics, business, Layer (electronics), Microwave
Abstract: International audience; A novel and original method of LF magnetic field imaging is presented, that uses a magnetic thin film coated with fluorescent dye. Due to high permeability and consequent hysteresis losses, the film is heated by the field. As the fluorescence of the coated material is temperature-dependent, magnetic field mapping can be obtained in a short time and on a large surface by recording images with a S-CMOS camera. This principle had been previously presented in the microwave regime, for both electric and magnetic fields imaging; here we propose first results in the low frequency regime (kHz frequency range).
Published: 2021

8. A Large Starphene Comprising Pentacene Branches

Author: Pablo Herrero, Bolesław Kozankiewicz, Martina Corso, Beatrice Cogliati, Alejandro Berdonces-Layunta, Andrej Jancarik, Jan Holec, James Lawrence, Dimas G. de Oteyza, André Gourdon, Marzena Banasiewicz, Yuuya Nagata, 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), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), European Commission, Agence Nationale de la Recherche (France), Centre National de la Recherche Scientifique (France), Ministerio de Ciencia e Innovación (España), Eusko Jaurlaritza, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España), and European Research Council
Subjects: Materials science, decarbonylation, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, Pentacene, chemistry.chemical_compound, Physics - Chemical Physics, [16]Starphene, Fourier transform infrared spectroscopy, Solubility, Chemical Physics (physics.chem-ph), Organic electronics, HOMO-LUMO gap, 010405 organic chemistry, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Chemical shift, scanning tunnelling microscopy, General Chemistry, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, acenes, -conjugation, 0104 chemical sciences, Crystallography, chemistry, solid-state synthesis, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], 0210 nano-technology
Abstract: Starphenes show promising optoelectronic properties. Notably, HOMO–LUMO energy gap presumably decreases with their increasing size, making larger homologues extremely desirable. Unfortunately, with the size, their instability and insolubility also increase, challenging classical synthetic ways. A new method has been developed, enabling synthesis of large starphenes in a quantity sufficient for their full characterisation and further applications., Starphenes are attractive compounds due to their characteristic physicochemical properties that are inherited from acenes, making them interesting compounds for organic electronics and optics. However, the instability and low solubility of larger starphene homologs make their synthesis extremely challenging. Herein, we present a new strategy leading to pristine [16]starphene in preparative scale. Our approach is based on a synthesis of a carbonyl-protected starphene precursor that is thermally converted in a solid-state form to the neat [16]starphene, which is then characterised with a variety of analytical methods, such as 13C CP-MAS NMR, TGA, MS MALDI, UV/Vis and FTIR spectroscopy. Furthermore, high-resolution STM experiments unambiguously confirm its expected structure and reveal a moderate electronic delocalisation between the pentacene arms. Nucleus-independent chemical shifts NICS(1) are also calculated to survey its aromatic character., This research has been funded in parts by foundation EXPERIENTIA, ERDF/ESF “UOCHB MSCA Mobility” (No. CZ.02.2.69/0.0/0.0/17 050/0008490), and has received funding from the EraNET Cofund Initiatives Quan-tERA under the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme grant agreement ORQUID. This project has received financial support from the CNRS through the MITI interdisciplinary programs and JST-ERATO (No. JPMJER1903) and JSPS-WPI. Financial support is also acknowledged from the Spanish Ministry of Science and Innovation (MAT2016-78293-C6, PID2019-107338RB-C63), from the Basque Government (IT-1255-19), from the Spanish National Research Council (CSIC, COOPB20432), from the Euro-pean Regional Development Fund (ERDF) under the program Interreg V-A España-Francia-Andorra (contract no. EFA 194/16 TNSI) and from the European Research Council (grant agreement no. 635919). The authors thank Yannick Coppel (LCC-CNRS, Toulouse) for recording CP-MAS spectra, Jean-Francois Meunier (LCC-CNRS, Toulouse) for thermogravimetric analysis and Vladimir Vrkoslav (IOCB-Prague) for recording MS MALDI spectra.
Published: 2021

9. Photon Statistics of Incoherent Cathodoluminescence with Continuous and Pulsed Electron Beams

Author: Sophie Meuret, Matthias Liebtrau, Toon Coenen, Silke Christiansen, Albert Polman, Kelly W. Mauser, Magdalena Solà-Garcia, Publica, FOM Institute for Atomic and Molecular Physics (AMOLF), Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems (Fraunhofer IKTS), Fraunhofer (Fraunhofer-Gesellschaft), 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 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), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-19-CE30-0008,ECHOMELO,Holographie électronique des matériaux pour l'optoélectronique sous excitation lumineuse(2019)
Subjects: Photon, Cathodoluminescence, 02 engineering and technology, Electron, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Article, 010309 optics, external quantum efficiency, 0103 physical sciences, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Electrical and Electronic Engineering, Quantum well, electrical energy supply, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], photon statistics, layer, mathematical methods, Pulse duration, cathodoluminescence, autocorrelation measurements, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, quantum wells, Electron excitation, Picosecond, Physics::Accelerator Physics, Atomic physics, 0210 nano-technology, plasmons, bunching, Excitation, Biotechnology
Abstract: International audience; Photon bunching in incoherent cathodoluminescence (CL) spectroscopy originates from the fact that a single high-energy electron can generate multiple photons when interacting with a material, thus, revealing key properties of electron−matter excitation. Contrary to previous works based on Monte Carlo modeling, here we present a fully analytical model describing the amplitude and shape of the second order autocorrelation function (g (2) (τ)) for continuous and pulsed electron beams. Moreover, we extend the analysis of photon bunching to ultrashort electron pulses, in which up to 500 electrons per pulse excite the sample within a few picoseconds. We obtain a simple equation relating the bunching strength (g (2) (0)) to the electron beam current, emitter decay lifetime, pulse duration, in the case of pulsed electron beams, and electron excitation efficiency (γ), defined as the probability that an electron creates at least one interaction with the emitter. The analytical model shows good agreement with the experimental data obtained on InGaN/GaN quantum wells using continuous, ns-pulsed (using beam blanker) and ultrashort ps-pulsed (using photoemission) electron beams. We extract excitation efficiencies of 0.13 and 0.05 for 10 and 8 keV electron beams, respectively, and we observe that nonlinear effects play no compelling role, even after excitation with ultrashort and dense electron cascades in the quantum wells.
Published: 2021

10. Nanocatalysts for High Selectivity Enyne Cyclization: Oxidative Surface Reorganization of Gold Sub-2-nm Nanoparticle Networks

Author: Philippe Serp, Emmanuel Lerayer, Pierre Roblin, M. Rosa Axet, Yuanyuan Min, Tuan-Anh Nguyen, Olivier Heintz, Iann C. Gerber, Julien Roger, Jean-Cyrille Hierso, Didier Poinsot, Romuald Poteau, Yannick Coppel, Myrtil L. Kahn, H. Nasrallah, Franck Jolibois, Stéphane Brandès, Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne [Dijon] (ICMUB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Génie Chimique (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, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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-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), Université de Bourgogne (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-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), 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 Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS, Université de Bourgogne, Conseil Régional Bourgogne Franche-Comté (CHIMENE project), PIA-excellence ISITE-BFC program (COMICS project: Chemistry of Molecular Interactions Catalysis and Sensors), Fonds Européen de Développement Régional (FEDER), and ANR-16-CE07-0007,ICARE_1,Nanostrucutres métal@carbone innovante pour une catalyse durable(2016)
Subjects: Materials science, Alkyne, Ligands, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Article, enyne cyclization, Cycloisomerization, Cascade reaction, Selectivity, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, QD1-999, chemistry.chemical_classification, diamondoids, Enyne, 010405 organic chemistry, Combinatorial chemistry, Hydrocarbons, Nanomaterial-based catalyst, 0104 chemical sciences, Chemistry, chemistry, Cyclization, Colloidal gold, gold sub-2-nm nanoparticles, Propargyl, nanocatalysts, Gold
Abstract: International audience; Ultrasmall gold nanoparticles (NPs) stabilized in networks by polymantane ligands (diamondoids) were successfully used as precatalysts for highly selective heterogeneous gold-catalyzed dimethyl allyl(propargyl)malonate cyclization to 5-membered conjugated diene. Such reaction usually suffers from selectivity issues with homogeneous catalysts. This control over selectivity further opened the way to one-pot cascade reaction, as illustrated by the 1,6-enyne cycloisomerization–Diels–Alder reaction of dimethyl allyl propargyl malonate with maleic anhydride. The ability to assemble nanoparticles with controllable sizes and shapes within networks concerns research in sensors, medical diagnostics, information storage, and catalysis applications. Herein, the control of the synthesis of sub-2-nm gold NPs is achieved by the formation of dense networks, which are assembled in a single step reaction by employing ditopic polymantanethiols. By using 1,1′-bisadamantane-3,3′-dithiol (BAd-SH) and diamantane-4,9-dithiol (DAd-SH), serving both as bulky surface stabilizers and short-sized linkers, we provide a simple method to form uniformly small gold NPs (1.3 ± 0.2 nm to 1.6 ± 0.3 nm) embedded in rigid frameworks. These NP arrays are organized alongside short interparticular distances ranging from 1.9 to 2.7 nm. The analysis of gold NP surfaces and their modification were achieved in joint experimental and theoretical studies, using notably XPS, NMR, and DFT modeling. Our experimental studies and DFT analyses highlighted the necessary oxidative surface reorganization of individual nanoparticles for an effective enyne cycloisomerization. The modifications at bulky stabilizing ligands allow surface steric decongestion for the alkyne moiety activation but also result in network alteration by overoxidation of sulfurs. Thus, sub-2-nm nanoparticles originating from networks building create convenient conditions for generating reactive Au(I) surface single-sites—in the absence of silver additives—useful for heterogeneous gold-catalyzed enyne cyclization. These nanocatalysts, which as such ease organic products separation, also provide a convenient access for building further polycyclic complexity, owing to their high reactivity and selectivity.
Published: 2021

11. Uncatalyzed Formation of Polyaminoboranes from Diisopropylaminoborane and Primary Amines: a Kinetically Controlled Polymerization Reaction

Author: Gilles Alcaraz, Elsa Caytan, Chiara Dinoi, Carlos Antonio De Albuquerque Pinheiro, Marc Devillard, Iker del Rosal, Claire Roiland, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Brazilian Ministry of Education, CAPES, Region Bretagne Region Bretagne [17048], CALMIP Region Occitanie [2017-[p17010]], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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-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), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Primary (chemistry), 010405 organic chemistry, aminoboranes, chemistry.chemical_element, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, General Chemistry, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, chemistry.chemical_compound, Monomer, BN compounds, Polymerization, chemistry, polymerization, Inorganic polymers, [CHIM]Chemical Sciences, boron, Boron, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; Recently, we disclosed the uncatalyzed formation of polyaminoboranes (PABs) from monomeric diisopropylaminoborane ((Pr2N)-Pr-i-BH2) and primary amines (RNH2). Their structure is studied through a detailed multinuclear NMR study and their full spectroscopic characterization is presented revealing that N-alkyl substituted PABs exhibit magnetically non-equivalent methylenic protons in the close vicinity of the BN-backbone. We also performed an in-depth theoretical study of this global chemical process. The mechanism is fully apprehended and the strong influence of the temperature on the outcome of the reaction is unveiled. DFT-calculations clearly show that the formation of the polyaminoboranes (RNH-BH2)(n) results from a kinetically controlled step-growth polymerization reaction that can be globally viewed as a head-to-tail association process of the in situ generated transient monomeric monoalkylamino-borane [RNH-BH2].
Published: 2021

12. Bimetallic RuNi nanoparticles as catalysts for upgrading biomass: metal dilution and solvent effects on selectivity shifts

Author: Romuald Poteau, Miquel Cardona-Farreny, Jérôme Esvan, Iker del Rosal, Pierre Lecante, Karine Philippot, Chiara Dinoi, M. Rosa Axet, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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-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 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 de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), CNRS, Université de Toulouse-Paul Sabatier, Ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Subjects: 010405 organic chemistry, Matériaux, Inorganic chemistry, Reaction intermediate, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Pollution, 0104 chemical sciences, Catalysis, Solvent, chemistry.chemical_compound, Adsorption, chemistry, Nanoparticles, Environmental Chemistry, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Reactivity (chemistry), Biomass, Solvent effects, Bimetallic strip, Tetrahydrofuran
Abstract: International audience; RuNi nanoparticles (NP) were prepared by decomposition of [Ru(η4-C8H12)(η6-C8H10)] and [Ni(η4-C8H12)2] by H2 in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) at 85 °C using several Ru/Ni ratios. The nanoparticles display a segregated structure in which Ni is on the surface, as ascertained by wide angle X-ray scattering (WAXS). The catalytic activity in the selective hydrogenation of furfural of these RuNi NP was correlated with the Ru content. High selectivity towards the partially hydrogenated product 2-(hydroxymethyl)furan (HF) was found when carrying out the reaction in tetrahydrofuran (THF). A different scenario was found when using a protic polar solvent, 1-propanol. Catalysts displaying Ru on the surface were able to hydrogenate the heteroaromatic ring, while those with Ni on the surface were highly selective towards the partially hydrogenated product. In addition, Ru surfaces were prone to catalyse the acetalization reaction in the presence of the alcoholic solvent, while the addition of Ni supressed this reactivity. Density functional theory (DFT) calculations performed on hydrogenated Ru nanoparticles (Ru55H70) show differences in the adsorption energies of several reagents, products, reaction intermediates, and solvents onto the Ru NP surface, which are in line with the experimental catalytic results.
Published: 2021

13. Control of the single atom/nanoparticle ratio in Pd/C catalysts to optimize the cooperative hydrogenation of alkenes

Author: Camila Rivera‐Cárcamo, Alain Favre-Réguillon, C. de Bellefon, Iann C. Gerber, Boris Guicheret, Régis Philippe, J. Audevard, I. del Rosal, Bruno F. Machado, R. Castro Contreras, Laurent Vanoye, Philippe Serp, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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-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), Laboratoire de Génie des Procédés Catalytiques (LGPC), École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Laboratory of Separation and Reaction Engineering - Laboratory of Catalysis and Materials (LSRE-LCM) Departamento de Tecnologia Quimica e Biologica Escola Superior de Tecnologia e Gestao (LSRE-LCM), Instituto Politecnico de Braganca, Fundação para a Ciência e a Tecnologia, CONICYT, Région Auvergne-Rhône-Alpes (contract number 15 021131 01 – CNR006), ANR-19-CE07-0030,COMET,Catalyse Coopérative Entre Atomes Et Nanoparticules Métalliques(2019), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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 Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
Subjects: chemistry.chemical_classification, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Chemistry, Alkene, Inorganic chemistry, Nanoparticle, chemistry.chemical_element, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 02 engineering and technology, Orders of magnitude (numbers), 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Oxygen, Catalysis, 0104 chemical sciences, Hydrogen spillover, 0210 nano-technology, Dispersion (chemistry), Isomerization
Abstract: International audience; We recently reported (R. Castro Contreras, B. Guicheret, B. F. Machado, C. Rivera-Cárcamo, M. A. Curiel Alvarez, B. Valdez Salas, M. Ruttert, T. Placke, A. Favre Réguillon, L. Vanoye, C. de Bellefon, R. Philippe and P. Serp, J. Catal., 2019, 372, 226–244) that a structure/activity correlation exists in Pd/C catalysts for myrcene hydrogenation, which integrates the Pd dispersion, and the surface concentration of oxygen groups and defects of the support. Here, through a combined experimental–theoretical study, we provide an explanation of the influence of these three structural characteristics of Pd/C catalysts for alkene hydrogenation. Highly dispersed Pd nanoparticles (PdNP) are necessary to activate dihydrogen. A high concentration of surface defects on the support is necessary to stabilize Pd single atoms (PdSA), which coexist with PdNP on Pd/C catalysts. A high concentration of oxygenated surface groups is also necessary on the support to allow hydrogen spillover. We demonstrate that such a combination allows cooperative catalysis to operate between PdNP and PdSA that involves the formation of PdSA–H species, which are much more active than PdNP–H for alkene hydrogenation but also isomerization. Importantly, we also report an efficient method to control the ratio between PdSA and PdNP in Pd/C catalysts of similar loadings and show that the control of this ratio allows the development of a new generation of stable and highly active catalysts integrating the ultra-rational use of precious metals in short supply. Indeed, for myrcene hydrogenation, activity variations of several orders of magnitude were measured as a function of the value of this ratio.
Published: 2021

14. 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

15. Multiple Site Hydrogen Isotope Labelling of Pharmaceuticals

Author: Bruno Chaudret, Marion Daniel-Bertrand, Sophie Feuillastre, Sébastien Garcia-Argote, Irene Mustieles Marin, Alberto Palazzolo, Volker Derdau, Grégory Pieters, Pier-Francesco Fazzini, Simon Tricard, Service de Chimie Bio-Organique et de Marquage (SCBM), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sanofi-Aventis R&D, SANOFI Recherche, ERC Advanced Grant (MONACAT 2015-694159), European Project: 675071,H2020,H2020-MSCA-ITN-2015,ISOTOPICS(2016), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), and 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)
Subjects: inorganic chemicals, Nitrile, Pyrazine, chemistry.chemical_element, Iridium, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, C−H activation, Catalysis, chemistry.chemical_compound, Coordination Complexes, Heterocyclic Compounds, Pyridine, Thiophene, [CHIM]Chemical Sciences, deuterium, Indole test, tritium, 010405 organic chemistry, Carbazole, General Medicine, General Chemistry, [SDV.SP]Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences, Combinatorial chemistry, 0104 chemical sciences, chemistry, Isotope Labeling, hydrogen isotope labelling, Functional group
Abstract: International audience; Radiolabelling is fundamental in drug discovery and development as it is mandatory for preclinical ADME studies and late-stage human clinical trials. Herein, a general, effective, and easy to implement method for the multiple site incorporation of deuterium and tritium atoms using the commercially available and air-stable iridium precatalyst [Ir(COD)(OMe)]2 is described. A large scope of pharmaceutically relevant substructures can be labelled using this method including pyridine, pyrazine, indole, carbazole, aniline, oxa-/thia-zoles, thiophene, but also electron-rich phenyl groups. The high functional group tolerance of the reaction is highlighted by the labelling of a wide range of complex pharmaceuticals, containing notably halogen or sulfur atoms and nitrile groups. The multiple site hydrogen isotope incorporation has been explained by the in situ formation of complementary catalytically active species: monometallic iridium complexes and iridium nanoparticles.
Published: 2020

16. Electroluminescence from HgTe Nanocrystals and Its Use for Active Imaging

Author: Xavier Marie, Sandrine Ithurria, Audrey Chu, Prachi Rastogi, Corentin Dabard, Adrien Khalili, Mathieu G. Silly, Emmanuel Lhuillier, Delphine Lagarde, Junling Qu, Simon Ferré, Charlie Gréboval, Xiang Zhen Xu, Hervé Cruguel, Cedric Robert, Physico-chimie et dynamique des surfaces (INSP-E6), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (LPEM), 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)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CE09-0026,GRaSkop,Tuning Giant Rashba Spin-Orbit Coupling in Polar Single Layer Transition Metal Dichalcogenides(2019), ANR-19-CE09-0017,FRONTAL,Nanocristaux Colloïdaux Dopés Infrarouges(2019), ANR-19-CE24-0022,COPIN,Détecteur plasmonique à nanoCristaux colloïdaux: une nouvelle filière pour l'OPtoélectronique INfrarouge(2019), ANR-18-CE30-0023,IPER-Nano2,Nanocristaux de perovskite inorganique pour la nanophotonique(2018), ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011), European Project: 756225,blackQD, European Project: 853049,ne2dem, 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 de Toulouse (ICT-FR 2599), 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)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Infrared Rays, Infrared, Terahertz radiation, Bioengineering, 02 engineering and technology, Electroluminescence, HgTe, 7. Clean energy, electroluminescence, active imaging, law.invention, chemistry.chemical_compound, law, General Materials Science, Lead sulfide, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Absorption (electromagnetic radiation), Lighting, short wave infrared, narrow band gap nanocrystals, business.industry, Mechanical Engineering, Mercury telluride, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Indium tin oxide, chemistry, Nanoparticles, Optoelectronics, Gold, Zinc Oxide, 0210 nano-technology, business, Light-emitting diode
Abstract: International audience; Mercury telluride (HgTe) nanocrystals are among of the most versatile infrared (IR) materials with the absorption of first optical absorption which can be tuned from visible to the THz range. Therefore, they have been extensively considered as near IR emitters and as absorbers for low-cost IR detectors. However, the electroluminescence of HgTe remains poorly investigated in spite of its ability to go toward longer wavelengths compared to traditional lead sulfide (PbS). Here, we demonstrate a light emitting diode (LED) based on an indium tin oxide (ITO)/zinc oxide (ZnO)/ZnO-HgTe/PbS/gold stacked structure, where the emitting layer consists of a ZnO/HgTe bulk heterojunction which drives the charge balance in the system. This LED has low turn-on voltage, long lifetime, and high brightness. Finally, we conduct short wavelength infrared (SWIR) active imaging, where illumination is obtained from a HgTe NC-based LED, and demonstrate moisture detection.
Published: 2020

17. Spectromicroscopies électroniques : sonder les propriétés optiques de nanomatériaux avec des électrons rapides

Author: Sophie Meuret, Mathieu Kociak, Odile Stéphan, Luiz H. G. Tizei, Hugo Lourenço-Martins, Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Saclay-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), 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: [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Récemment, les microscopies électroniques à balayage et/ou en transmission se sont imposées comme des techniques de choix pour étudier les phénomènes optiques avec des résolutions spatiales bien meilleures que la limite de diffraction optique. Les spectroscopies de perte et de gain d’énergie, ainsi que la cathodoluminescence permettent ainsi d’étudier à une échelle pertinente des excitations comme les plasmons de surface dans les nanoparticules métalliques ou les excitons dans des structures confinées quantiquement.
Published: 2020

18. 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

19. The effects of mesoscale oceanographic structures and ambient conditions on the catch of albacore tuna in the South Pacific longline fishery

Author: Rong Wan, Pascal Bach, Hao Tang, Liuxiong Xu, Cheng Zhou, Yu Zhang, Xuefang Wang, Pingguo He, MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 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), Google Inc [Mountain View], Research at Google, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-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)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Mesoscale meteorology, Aquatic Science, Oceanography, 01 natural sciences, ocean fronts, South Pacific Ocean, ocean eddy, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, biology, Albacore, 010604 marine biology & hydrobiology, hook depth, albacore tuna, 16. Peace & justice, biology.organism_classification, ocean, environmental conditions, longline, Fishery, Environmental science, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, eddy, Tuna
Abstract: WOS:000512170000001; Albacore tuna (Thunnus alalunga) exhibit patchy concentrations associated with biological process at a wide range of spatial scales, resulting in variations in their catchability by fishing gears. Here, we investigated the association of catch variation for pelagic longlines in the South Pacific Ocean with oceanographic mesoscale structures (in horizontal dimension) and ambient conditions (in vertical dimension). The distribution of albacore tuna as indicated by catch per unit effort (CPUE) of longlines was significantly related to the presence of mesoscale structures, with higher CPUE found at locations closer to thermal fronts and with greater gradient magnitudes, as well as areas marked by peripheral contour line of the anticyclone indicated by Sea Surface Height Anomalies 0.05 m. Surface mesoscale current velocity had the negative effect on the catch, probably as a result of decreased catchability by shoaling the hook depth. Vertical distribution of albacore in the survey region of South Pacific Ocean was hardly restricted by ambient temperature and oxygen concentration, though effect of ambient temperature was relevant and showed a negatively linear correlation with CPUE at the range of 20–24°C. On the contrary, albacore distribution was evidently dominated by the water depth and showed strong preference on water depth of 200 m, which was likely a representative feeding layer. The presence of prey resources and their accessibility by albacore revealed by mesoscale structures in the biological and physical processes, and catchability determined by the location of the baited hooks comprehensively contribute to the variability of catch.
Published: 2020

20. Engineering Iron–Nickel Nanoparticles for Magnetically Induced CO 2 Methanation in Continuous Flow

Author: Juan M. Asensio, Pier-Francesco Fazzini, Déborah de Masi, Lise-Marie Lacroix, Bruno Chaudret, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), and 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)
Subjects: Materials science, 010405 organic chemistry, Nanoparticle, 02 engineering and technology, General Medicine, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, Surface engineering, 021001 nanoscience & nanotechnology, 010402 general chemistry, Heterogeneous catalysis, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Catalysis, 0104 chemical sciences, Chemical engineering, Methanation, Magnetic nanoparticles, 0210 nano-technology, Selectivity, Bimetallic strip
Abstract: International audience; Induction heating of magnetic nanoparticles (NPs) has been recently explored as a new methodology to activate heterogeneous catalytic reactions. This approach requires the design and the synthesis of nano-objects displaying both a high heating power and an excellent catalytic activity. Here, using a surface engineering approach, we report for the first time the use of bimetallic NPs for magnetically-induced CO2 methanation which acts both as heating agent and as catalyst. Thus, we describe the organometallic synthesis of Fe30Ni70 NPs, displaying high heating powers at low magnetic field amplitudes. These NPs are active but only slightly selective for CH4 after deposition on SirAlOx due to the presence of an iron rich shell (25 mL·min-1 , 25 mT, 300 kHz, conversion 71%, methane selectivity 65%). Remarkably, a proper surface engineering consisting in depositing a thin Ni layer leads to Fe30Ni70@Ni NPs displaying a very high activity for CO2 hydrogenation and a full selectivity. For the first time, a quantitative yield in methane is obtained at low magnetic field and mild conditions (25 mL·min-1 , 19 mT, 300 kHz, conversion 100%, methane selectivity 100%).
Published: 2020

21. CO2 methanation activated by magnetic heating: life cycle assessment and perspectives for successful renewable energy storage

Author: Bruno Chaudret, Julien Marbaix, Aikaterini Soulantika, Ludovic Montastruc, Pauline Kerroux, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), Toulouse Tech Transfert, Laboratoire de Génie Chimique (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, ERC 694159 MONACATToulouse Tech Transfer, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Toulouse Tech Transfer (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), 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)-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)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Energy management, 020209 energy, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, 12. Responsible consumption, Life cycle assessment, [CHIM.GENI]Chemical Sciences/Chemical engineering, Methanation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Génie chimique, Environmental impact assessment, Génie des procédés, Intermittent energy production, Life-cycle assessment, General Environmental Science, Waste management, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, business.industry, Fossil fuel, Energy mix, 021001 nanoscience & nanotechnology, Renewable energy, Electricity generation, 13. Climate action, CO2 methanation, Environmental science, Magnetic heating, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; Purpose: Technologies with low environmental impacts and promoting renewable energy sources are required to meet the energetic demand while facing the increase of gas emissions associated to the greenhouse effect and the depletion of fossil fuels. CO2 methanation activated by magnetic heating has recently been reported as a highly efficient and innovative power-to-gas technology in a perspective of successful renewable energy storage and carbon dioxide valorisation. In this work, the life cycle assessment (LCA) of this process is performed, in order to highlight the environmental potential of the technology, and its competitivity with in respect to conventional heating technologies.Methods: The IMPACT 2002+ was used for this LCA. The process studied integrates methanation, water electrolysis and CO2 capture and separation. This “cradle-to-gate” LCA study does not consider the use of methane, which is the reaction product. The functional unit used is the energy content of the produced CH4. The LCA was carried out using the energy mix data for the years 2020 and 2050 as given by the French Agency for Environment and Energy management (ADEME). Consumption data were either collected from literature or obtained from the LPCNO measurements as discussed by Marbaix (2019). The environmental impact of the CO2 methanation activated by magnetic heating was compared with the environmental impact of a power-to-gas plant using conventional heating (Helmeth) and considering the environmental impact of the natural gas extraction.Results: It is shown that the total flow rate of reactants, the source of CO2 and the energy mix play a major role on the environmental impact of sustainable CH4 production, whereas the lifetime of the considered catalyst has no significant influence. As a result of the possible improvements on the above-mentioned parameters, the whole process is expected to reduce by 75% in its environmental impact toward 2050. This illustrates the high environmental potential of the methanation activated by magnetic heating when coupled with industrial exhausts and renewable electricity production.Conclusions: The technology is expected to be environmentally competitive compared with existing similar processes using external heating sources with the additional interest of being extremely dynamic in response, in line with the intermittency of renewable energy production.
Published: 2020

22. Mammalian cell sensitivity to hyperthermia in various cell lines: a new universal and predictive description

Author: Labavić, D., Ladjimi, M., Courtade, Emmanuel, Pfeuty, Benjamin, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), and 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)
Subjects: cell survival, modelling, thermal dose, hyperthermia, chaperones, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medical technology, R855-855.5, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Introduction The Cumulative Equivalent Minute at 43 °C (CEM43) thermal dose model has been empirically derived more than 30 years ago and still serves as a benchmark for hyperthermia protocols despite the advent of regulatory network models. However, CEM43 suffers from several limitations regarding its inability to predict the effect of complex time varying profiles (thermotolerance, step-down heating), to predict synergistic effects with drug treatments or to explain the specificity of a cell line in thermal resistance. Objective Define a new generic predictive tool for thermal injury based on regulatory network models. Identify the biological parameters that account for the thermal resistance. Materials Comparative study of cell survival upon hyperthermia collected from literature (17 sets in 11 publications that cover 14 different cell lines from 8 different tissues). Results A dynamical model describes accurately cell survival according to the amplitude and duration of exposure but also molecular chaperone expression level. In the case of square shape hyperthermia, approximated analytical expression of the cell survival is derived from the dynamical model and compared to CEM43 description. The molecular chaperone expression level defines the thermal resistance of a given cell line and can be estimated from a single experimental result through an easy-to-use graphical tool. Conclusion The tools offered here can be useful for designing treatments combining hyperthermia and chemotherapy targeting molecular chaperones, but also for designing personalized hyperthermic treatment by prior biochemical screening of molecular chaperones. These tools could advantageously replace the description of CEM43.
Published: 2020

23. Novel nickel nanoparticles stabilized by imidazolium-amidinate ligands for selective hydrogenation of alkynes

Author: Angela M. López-Vinasco, Bruno Chaudret, Pierre Lecante, Juan Cámpora, Piet W. N. M. van Leeuwen, Juan M. Asensio, Luis M. Martínez-Prieto, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), Instituto de Tecnología Química (ITQ), Universitat Politècnica de València (UPV)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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), Instituto de Investigaciones Químicas (IIQ), Universidad de Sevilla-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), 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)-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), Universidad de Sevilla / University of Sevilla-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), European Commission, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España), Agencia Estatal de Investigación (España), Centre National de la Recherche Scientifique (France), and Université Toulouse III Paul Sabatier
Subjects: Materials science, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, 010405 organic chemistry, chemistry.chemical_element, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Medicinal chemistry, Catalysis, 0104 chemical sciences, Nickel, QUIMICA ORGANICA, chemistry, media_common.cataloged_instance, European union, media_common
Abstract: [EN] The main challenge in the hydrogenation of alkynes into (E)- or (Z)-alkenes is to control the selective formation of the alkene, avoiding the over-reduction to the corresponding alkane. In addition, the preparation of recoverable and reusable catalysts is of high interest. In this work, we report novel nickel nanoparticles (Ni NPs) stabilized by three different imidazolium-amidinate ligands (ICy center dot(NCN)-N-(Ar); L1: Ar = p-tol, L2: Ar = p-anisyl and L3: Ar = p-ClC6H4). The as-prepared Ni NPs were fully characterized by (HR)-TEM, XRD, WASX, XPS and VSM. The nanocatalysts are active in the hydrogenation of various substrates. They present a remarkable selectivity in the hydrogenation of alkynes towards (Z)-alkenes, particularly in the hydrogenation of 3-hexyne into (Z)-3-hexene under mild reaction conditions (room temperature, 3% mol Ni and 1 bar H-2). The catalytic behaviour of Ni NPs was influenced by the electron donor/acceptor groups (-Me, -OMe, -Cl) in the N-aryl substituents of the amidinate moiety of the ligands. Due to the magnetic character of the Ni NPs, recycling experiments were successfully performed after decantation in the presence of an external magnet, which allowed us to recover and reuse these catalysts at least 3 times preserving both activity and chemoselectivity., The authors thank CNRS, UPS-Toulouse, INSA, "IDEX/Chaires d'attractivite l'Universite Federale Toulouse Midi-Pyrenees", "Instituto de Tecnologia Quimica" (ITQ; UPV-CSIC), "Juan de la Cierva" programme (IJCI-2016-27966), "Primero Proyectos de Investigacion" (PAID-06-18), "Instituto de Investigaciones Quimicas" (IIQ; CSIC-US), "Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades" (MCIU/AEI), FEDER funds of the European Union (PGC2018-095768-B-I00) and ERC Advanced Grant (MONACAT 2015-694159) for financial support. We also thank L. Datas for the TEM facilities (UMS Castaing) and S. Cayez for the HRTEM measurements.
Published: 2020

24. Design of hybrid MoS2/photonic devices compatible with technological constraints

Author: Jean-Baptiste Dory, Olivier Gauthier-Lafaye, Pascal Dubreuil, Inès Massiot, Stéphane Calvez, Adnen Mlayah, Équipe Photonique (LAAS-PHOTO), 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-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), 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), 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), 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 Projet Région DIMENSION
Subjects: Biomaterials, Polymers and Plastics, Metals and Alloys, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract: The integration of transition metal dichalcogenide layers into photonic devices is a current challenge in the field of 2D materials. Based on numerical simulations, this work explores the design of devices combining an MoS2 monolayer with planar photonic gratings sustaining localized optical resonances. A special attention is paid to the technological constraints. The optical response of six devices is compared taking into account the limitations imposed by the growth conditions of the MoS2 layer and the processing of the resonant optical gratings. The reported photonic devices composed of grating filters and a backside reflector on silicon and silica substrates exhibit a theoretical absorption by the MoS2 layer between 85 and 99% at 532 nm. The numerical simulations further show that the addition of an Al2O3 encapsulation layer, to protect the MoS2 monolayer, results in an increase of the performance of the devices. These hybrid MoS2 based photonic devices are promising technological platforms for the study of the optical properties of integrated MoS2 monolayers.
Published: 2022

25. Preparative-scale synthesis of nonacene

Author: André Gourdon, Yuuya Nagata, Jan Holec, Andrej Jancarik, Šámal M, 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), Foundation EXPERIENTIA ERDF/ESF 'UOCHB MSCA Mobility' (No. CZ.02.2.69/0.0/ 0.0/17 050/0008490). CNRS through the MITI interdisciplinary programs JST-ERATO (No. JPMJER1903)JSPS-WPI., Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP), Université de Bordeaux (UB)-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), 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), Hokkaido University [Sapporo, Japan], and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Reactive precursors, Materials science, Multidisciplinary, Heptacene, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, 010405 organic chemistry, Science, decarbonylation, General Physics and Astronomy, Synthetic chemistry methodology, Nanotechnology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 3. Good health, 0104 chemical sciences, chemistry.chemical_compound, chemistry, Long Acenes, small homo-lumo gap
Abstract: During the last years we have witnessed progressive evolution of preparation of acenes with length up to dodecacene by on-surface synthesis in ultra-high vacuum or generation of acenes up to decacene in solid matrices at low temperatures. While these protocols with very specific conditions produce the acenes in amount of few molecules, the strategies leading to the acenes in large quantities dawdle behind. Only recently and after 70 years of synthetic attempts, heptacene has been prepared in bulk phase. However, the preparative scale synthesis of higher homologues still remains a formidable challenge. Here we report the preparation and characterisation of nonacene and show its excellent thermal and in-time stability., Acenes, or linearly fused benzene rings, have both fundamental scientific interest and potential for electronic and material utility, but synthesis of acenes with more than six rings are difficult due to dimerization and degradation. Here the authors prepare nonacene and demonstrate that it is stable in inert conditions.
Published: 2022

26. Interactions of oxygen with intrinsic defects in L10 gamma-TiAl in presence of substitutional solutes: Influence on diffusion kinetics

Author: Thenot, Camille, Besson, Rémy, Sallot, Pierre, Monchoux, Jean-Philippe, Connétable, Damien, 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), Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Safran Tech, Université de Lille, CNRS, INRA, ENSCL, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux [CIRIMAT], Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales [CEMES], and Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207
Subjects: Oxygen, TiAl, Thermodynamic, Intrinsic defects, Intermetallic, DFT, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Abstract: International audience; This work reexamines the insertion of O atoms in the L10 gamma-TiAl system using first-principles calculations and thermodynamic modeling in the independent point defect approximation. It includes a study of intrinsic point defects, the insertion of many alloying elements (more than twenty were considered), as well as a study of their interaction with oxygen. The formation of complex defects composed of either vacancies, anti-sites or solute elements is then studied. Results at the atomic scale show a high segregation of oxygen in titanium-rich environments: oxygen easily segregates onto Ti anti-sites (TiAl) and alloying elements are located in the vicinity of Al sub-lattices. DFT point-defect energetics shows that there is a clear correlation between the nature and site preference of an alloying element, and the oxygen segregation energy in the vicinity of this solute. The thermodynamic model shows that at equilibrium, oxygen does not occupy isolated interstitial sites but prefers to be located in the vicinity of Ti anti-sites or alloying elements. The effect of this strong segregation on oxygen diffusivity is discussed hereinafter. Results show a strong slowdown in oxygen diffusivity due to intrinsic defects. For Ti/Al > 0.5 ratios, the traps for O diffusion are mainly constituted by Ti anti-sites, and the addition of solutes does not contribute much to the trapping of diffusing O atoms. For Ti/Al < 0.5 ratios however, the contribution of solutes to trapping phenomena can be very important, and a decrease by 1–2 orders of magnitude of effective O diffusion coefficients can be observed for temperatures around 800–1100 K.
Published: 2022

27. Calcium isotope fractionation in solids (silicates, carbonates, oxides) from Density Functional Theory: superiority of the PBEsol functional, and vibrational dragging by strong anionic groups

Author: Meheut, Merlin, Mavromatis, Vasileios, Benoit, Magali, Schott, Jacques, Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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 de Recherche pour le Développement (IRD)-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 -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), 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 de l'Univers (INSU - CNRS)-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-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-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-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), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment
Abstract: International audience; The fractionation of Ca isotopes has been computed between various solids (calcite, dolomite, aragonite, lime CaO, diopside, grossular) based on six different DFT-based theoretical schemes (PZ, PBE, vdW-DF2, BLYP, BLYP + Grimme-D2 correction, and PBEsol). The results strongly depend on the selected theoretical scheme, with almost 2 differences in some cases, for isotope fractionations varying by 8 overall. Based on several quality criteria (accuracy and consistency of the error on structure and vibrations in particular), the PBEsol functional appears more accurate and more consistent than the others, with PZ and VdW-oriented functionals behaving particularly badly. The possibilities for correction based on experimental frequencies were evaluated in details, pushing further the principle of frequency rescaling. Even for exceptional cases where the
Published: 2022

28. Benzohexacene guide in accurate determination of field effect carrier mobilities in long acenes

Author: E. Bedel Pereira, J. Bassaler, H. Laval, J. Holec, R. Monflier, F. Mesnilgrente, L. Salvagnac, E. Daran, B. Duployer, C. Tenailleau, A. Gourdon, A. Jancarik, I. Séguy, Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), 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), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), 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), 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), 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 Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: General Chemical Engineering, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; Oligoacenes are promising materials in the field of electronic devices since they exhibit high charge carrier mobility and more particularly as a semiconductor in thin film transistors. Herein, we investigate the field effect charge carrier mobility of benzohexacene, recently obtained by cheletropic decarbonylation at moderate temperature. Initially, high performance bottom contact organic thin-film transistors (OTFTs) were fabricated using tetracene to validate the fabrication process. For easier comparison, the geometries and channel sizes of the fabricated devices are the same for the two acenes. The charge transport in OTFTs being closely related to the organic thin film at the dielectric/organic semiconductor interface, the structural and morphological features of the thin films of both materials are therefore studied according to deposition conditions. Finally, by extracting relevant device parameters the benzohexacene based OTFT shows a four-probe contact-corrected hole mobility value of up to 0.2 cm 2 V À1 s À1 .
Published: 2022

29. Monolayer Boron Nitride: Hyperspectral Imaging in the Deep Ultraviolet

Author: Bernard Gil, Xavier Marie, Adrien Rousseau, Cedric Robert, Pierre Valvin, Guillaume Cassabois, Takashi Taniguchi, Lei Ren, Bernhard Urbaszek, Kenji Watanabe, Alrik Durand, Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), National Institute for Materials Science (NIMS), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CE08-0016,ZEOLIGHT,Prototype de LED UV à base de composite nitrure de bore/zéolithe pour la production de la lumière blanche(2019), ANR-19-CE30-0007,BONASPES,Décrypter l'optique du h-BN en combinant des spectroscopies à haute résolution spatiale, énergétique et angulaire(2019), and ANR-18-CE24-0022,NAPOLI,Semiconducteurs III-N nanoporeux fabriqués par sublimation selective pour l'optoélectronique(2018)
Subjects: Materials science, Photoluminescence, Band gap, Bioengineering, 02 engineering and technology, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Monolayer, Microscopy, medicine, General Materials Science, 010306 general physics, business.industry, Mechanical Engineering, Heterojunction, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, chemistry, Boron nitride, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Luminescence, Ultraviolet
Abstract: International audience; The optical response of 2D materials and their heterostructures is the subject of intense research with advanced investigation of the luminescence properties in devices made of exfoliated flakes of few- down to one-monolayer thickness. Despite its prevalence in 2D materials research, hexagonal boron nitride (hBN) remains unexplored in this ultimate regime because of its ultrawide bandgap of about 6 eV and the technical difficulties related to performing microscopy in the deep-ultraviolet domain. Here, we report hyperspectral imaging at wavelengths around 200 nm in exfoliated hBN at low temperature. In monolayer boron nitride, we observe direct-gap emission around 6.1 eV. In marked contrast to transition metal dichalcogenides, the photoluminescence signal is intense in few-layer hBN, a result of the near unity radiative efficiency in indirect-gap multilayer hBN.
Published: 2021

30. Multiscale modelling for fusion and fission materials: the M4F project

Author: M. Sauzay, F. Jiménez, Igor Simonovski, Chu-Chun Fu, P.-W. Ma, Pär Olsson, H. Namburi, G. Bonny, M. Prester, O. Libera, Francesca Boioli, L. Gélébart, Fernando Mota, Philippe Spätig, M.J. Konstantinović, D. Tanguy, Ermile Gaganidze, Mihai-Cosmin Marinica, C. Pareige, N. Kvashin, Karin Vogel, C. Guerrero, Susana Merino, C. Kaden, E. Meslin, M. Hernández-Mayoral, Qamar Hayat, Max Boleininger, L. Kurpaska, Gonzalo de Diego, R.R. Rajakrishnan, M. Clozel, S. Austin, C. Robertson, N. Anento, Lorenzo Malerba, Frédéric Mompiou, Anna Serra, Jarir Aktaa, C.J. Ortiz, P.M. Gueye, Alexander Bakaev, A. Kraych, Jacob B. J. Chapman, Jacek Jagielski, J. Zhao, Benoit Devincre, Dorival Gonçalves, T. Manninen, Ana Ruiz-Moreno, M. Vallet, Michal Trebala, J.P. Balbuena, N. Castin, P. Chekhonin, Frank Bergner, Mickaël Trochet, David Rodney, B. Gómez-Ferrer, Peter Hähner, Nigel M. Jennett, Sergei L. Dudarev, F. Soisson, R. Gatti, M.J. Caturla, A. Ulbricht, G. Kapoor, Tuncay Yalçinkaya, D. Terentyev, Marta Serrano, A. Kuronen, Tymofii Khvan, Simo-Pekka Hannula, L. Dupuy, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental, Universitat Politècnica de Catalunya. Doctorat en Física Computacional i Aplicada, Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas [Madrid] (CIEMAT), Universidad de Alicante, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Centre d'Etude de l'Energie Nucléaire (SCK-CEN), Royal Institute of Technology [Stockholm] (KTH ), CEA- Saclay (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Modélisation de la matière condensée et des interfaces (MMCI), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Commission - Joint Research Centre [Petten], Universitat Politècnica de Catalunya [Barcelona] (UPC), LEM, UMR 104, CNRS-ONERA, Université Paris-Saclay (Laboratoire d'étude des microstructures), ONERA-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UK Atomic Energy Authority (UKAEA), Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), Groupe de physique des matériaux (GPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU), Aalto University, Coventry University (UK), Coventry University, Université de Liège, 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), Paul Scherrer Institute (PSI), Middle East Technical University [Ankara] (METU), This work has received funding from the Euratom research and training programme 2014-2018 under grant agreement No. 755039 (M4F project)., Universidad de Alicante. Departamento de Física Aplicada, Grupo de Nanofísica, Física de la Materia Condensada, Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-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)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), 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)-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)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), 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), Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki, Centrum výzkumu Řež, 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), CIEMAT, University of Alicante, Karlsruhe Institute of Technology, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Belgian Nuclear Research Centre, KTH Royal Institute of Technology, Université Paris-Saclay, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Commission Joint Research Centre Institute, BarcelonaTech, UK Atomic Energy Authority, National Centre for Nuclear Research, Université de Rouen, Department of Chemistry and Materials Science, University of Helsinki, Czech Academy of Sciences, Institut za Fiziku, Paul Scherrer Institute, Middle East Technical University, Aalto-yliopisto, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, 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), and OpenMETU
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Engineering, Fission, Materials Science (miscellaneous), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Fissió nuclear, Multiscale modelling, Física Aplicada, 0103 physical sciences, Fusió nuclear, Fusion, Training programme, QC, Engineering & allied operations, 010302 applied physics, Energies::Energia nuclear [Àrees temàtiques de la UPC], business.industry, TK9001-9401, Nuclear fission, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Nuclear Energy and Engineering, Work (electrical), TA, Systems engineering, Nuclear engineering. Atomic power, M4F project, Nuclear fusion, ddc:620, 0210 nano-technology, business, [CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry
Abstract: The M4F project brings together the fusion and fission materials communities working on the prediction of radiation damage production and evolution and their effects on the mechanical behaviour of irradiated ferritic/martensitic (F/M) steels. It is a multidisciplinary project in which several different experimental and computational materials science tools are integrated to understand and model the complex phenomena associated with the formation and evolution of irradiation induced defects and their effects on the macroscopic behaviour of the target materials. In particular the project focuses on two specific aspects: (1) To develop physical understanding and predictive models of the origin and consequences of localised deformation under irradiation in F/M steels; (2) To develop good practices and possibly advance towards the definition of protocols for the use of ion irradiation as a tool to evaluate radiation effects on materials. Nineteen modelling codes across different scales are being used and developed and an experimental validation programme based on the examination of materials irradiated with neutrons and ions is being carried out. The project enters now its 4th year and is close to delivering high-quality results. This paper overviews the work performed so far within the project, highlighting its impact for fission and fusion materials science. Peer Reviewed L. Malerba a,*, M.J. Caturla b, E. Gaganidze c, C. Kaden d, M.J. Konstantinovi´c e, P. Olsson f, C. Robertson g, D. Rodney h, A.M. Ruiz-Moreno i, M. Serrano a, J. Aktaa c, N. Anento j, S. Austin i, A. Bakaev e, J.P. Balbuena b, F. Bergner d, F. Boioli k, M. Boleininger l, G. Bonny e, N. Castin e, J.B. J. Chapman l, P. Chekhonin d, M. Clozel m, B. Devincre k, L. Dupuy g, G. Diego a, S.L. Dudarev l, C.-C. Fu g, R. Gatti k, L. G´el´ebart g, B. G´omez-Ferrer n, D. Gonçalves g, C. Guerrero a, P.M. Gueye n, P. H¨ahner i, S.P. Hannula o, Q. Hayat p, M. Hern´andez-Mayoral a, J. Jagielski m, N. Jennett p, F. Jim´enez a, G. Kapoor d, A. Kraych h, T. Khvan e,q, L. Kurpaska m, A. Kuronen r, N. Kvashin j, O. Libera s, P.-W. Ma l, T. Manninen o, M.-C. Marinica g, S. Merino a, E. Meslin g, F. Mompiou t, F. Mota a, H. Namburi s, C.J. Ortiz a, C. Pareige n, M. Prester u, R.R. Rajakrishnan t, M. Sauzay g, A. Serra j, I. Simonovski i, F. Soisson g, P. Sp¨atig v, D. Tanguy h, D. Terentyev e, M. Trebala o, M. Trochet g, A. Ulbricht d, M.Vallet g, K. Vogel d, T. Yalcinkaya w, J. Zhao r a Centro de Investigaciones Energ´eticas, Medioambientales y Tecnol´ogicas (CIEMAT), Madrid, Spain b Universidad de Alicante, San Vicente del Raspeig, Spain c Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe, Germany d Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf Ev (HZDR), Rossendorf, Germany e Studiecentrum voor Kernenergie / Centre d’´Etude de l’´Energie Nucl´eaire (SCK CEN), Mol, Belgium f KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden g Universit´e Paris-Saclay, Commissariat `a l’´Energie Atomique et aux ´Energies Alternatives (CEA), Gif-sur-Yvette, France h Institut Lumi`ere Mati`ere (ILM), Centre National de la Recherche Scientifique, Lyon, France i Joint Research Centre (JRC)- European Commission, Petten, the Netherlands j Universitat Polit`ecnica de Catalunya, Barcelona, Spain k Laboratoire d’Etude des Microstructures (LEM), Centre National de la Recherche Scientifique, Chˆatillon, France l United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA), Culham, UK m Narodowe Centrum Badan Jadrowych (NCBJ), Swierk, Poland n Normandie Univ, UNIROUEN, INSA Rouen, CNRS, Groupe de Physique des Mat´eriaux, 76000 Rouen, France o Aalto University, Espoo, Finland p Coventry University, UK q Universit´e de Li`ege, Belgium r Helsingin Yliopisto, Helsinki, Finland s Centrum Vyzkumu ˇReˇz S.R.O. (CVR), ˇReˇz, Czech Republic t Centre pour l’´Elaboration Elaboration de Mat´eriaux et pour l’´Etude des Structures (CEMES), Centre National de la Recherche Scientifique, Toulouse, France u Institut za Fiziku, Zagreb, Croatia v Paul Scherrer Institut (PSI), Villingen, Switzerland w Middle East Technical University (METU), Ankara, Turkey
Published: 2021

31. Spin/valley pumping of resident electrons in WSe2 and WS2 monolayers

Author: Hanan Dery, Thierry Amand, Lei Ren, Takashi Taniguchi, Daniel Paget, Xavier Marie, Fausto Sirotti, Dinh Van Tuan, Bernhard Urbaszek, Alistair Rowe, Sangjun Park, Min Yang, Kenji Watanabe, Laurent Lombez, Hans Tornatzky, Fabian Cadiz, Cedric Robert, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique de la Matière Condensée (PMC), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Electrical and Computer Engineering, University of Rochester [USA], International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science (NIMS), Department of Physics, ANR-18-CE24-0011,SpinCat,Cathodoluminescence résolue en spin dans des matériaux 2D et des héterostructures de van der Waals(2018), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), and 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)
Subjects: Photoluminescence, Materials science, Science, Physics::Optics, FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Electron, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Optical pumping, Condensed Matter::Materials Science, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, Spin (physics), Circular polarization, Condensed Matter - Materials Science, Multidisciplinary, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, Transition metal dichalcogenide monolayers, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, Trion, Atomic physics, 0210 nano-technology, Excitation
Abstract: Monolayers of transition metal dichalcogenides are ideal materials to control both spin and valley degrees of freedom either electrically or optically. Nevertheless, optical excitation mostly generates excitons species with inherently short lifetime and spin/valley relaxation time. Here we demonstrate a very efficient spin/valley optical pumping of resident electrons in n-doped WSe2 and WS2 monolayers. We observe that, using a continuous wave laser and appropriate doping and excitation densities, negative trion doublet lines exhibit circular polarization of opposite sign and the photoluminescence intensity of the triplet trion is more than four times larger with circular excitation than with linear excitation. We interpret our results as a consequence of a large dynamic polarization of resident electrons using circular light. Optical excitation of transition metal dichalcogenide monolayers mostly generates excitons species with inherently short lifetime and spin/valley relaxation time. Here, the authors demonstrate efficient spin/valley optical pumping of resident electrons in n-doped WSe2 and WS2 monolayers.
Published: 2021

32. Study of recrystallization and activation processes in thin and highly doped Silicon-On-Insulator layers by nanosecond Laser Thermal Annealing

Author: Chery, N, Zhang, M, Monflier, Richard, Seine, G, Paillard, V, Poumirol, J, Larrieu, Guilhem, Royet, A, Kerdilès, S, Acosta-Alba, P, Perego, M, Bonafos, Caroline, Cristiano, Fuccio, 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), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), 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-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), 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), ANR-18-CE09-0034,DONNA,Dopage à l'échelle nano(2018), and European Project: 871813,H2020-EU.2.1.1. - INDUSTRIAL LEADERSHIP - Leadership in enabling and industrial technologies - Information and Communication Technologies (ICT) ,MUNDFAB (2020)
Subjects: [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: In this work, a thorough study of the phosphorus (P) heavy doping of thin Silicon-On-Insulator (SOI) layers by UV nanosecond Laser Thermal Annealing (LTA) is presented. The melting regimes and the regrowth processes as well as the redistribution and activation of P in
Published: 2021

33. Computational Design of Pd Nanocluster and Pd Single-Atom Catalysts Supported on O-Functionalized Graphene

Author: Bruno F. Machado, Iker del Rosal, Iann C. Gerber, Philippe Serp, Javier Navarro-Ruiz, Camila Rivera‐Cárcamo, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Separation and Reaction Engineering - Laboratory of Catalysis and Materials (LSRE-LCM), Faculdade de Engenharia (LSRE-LCM), Universidade do Porto = University of Porto, ANR-19-CE07-0030,COMET,Catalyse Coopérative Entre Atomes Et Nanoparticules Métalliques(2019), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), 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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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 sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Universidade do Porto
Subjects: Nanocluster, Materials science, Single atom, Atom (order theory), Functionalized graphene, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Nanoclusters, Catalysis, Crystallography, Oxygen functional group, Supported catalyst, Computational design, General Materials Science, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Hydrogenation, Graphene, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Palladium
Abstract: International audience; A crucial step in the preparation of supported metal catalysts is related to the choice of support, since it regulates the anchoring of the metal species in an environment of strong interactions. In this sense, the binding on the support, which may present defects, as well as induced modifications of the electronic structure, helps to determine efficient metal/support combinations for catalysis applications. In this work, first-principles studies have been carried out to model and describe the geometric and electronic properties of O-functionalized graphene as a model carbon support, in addition to a single Pd atom and Pd13 nanocluster (experimentally observed on various carbon supports) as supported metal catalysts. The carbon-based nanomaterial includes experimentally probed abundant oxygen functional groups and point defects, demonstrating high thermal stability at room temperature. The characterization confirms the structural motifs presented in the model, distinguishing the organic functionalities and various defects using spectroscopy techniques. Interestingly, the oxygenated carbon-based support presents a metallic character when the formal charges in the embedded Pd atom and nanocluster have been determined to be [Pd]+ and [Pd13]3+. The hydrogenation process of the adsorbed cluster is also presented, with the determination of a ratio between the adsorbed hydrides and the surface metal atoms close to unity at room temperature, thanks to ab initio molecular dynamics.
Published: 2021

34. A micromagnetic theory of skyrmion lifetime in ultrathin ferromagnetic films

Author: Anne Bernand-Mantel, Cyrill B. Muratov, Valeriy V. Slastikov, Nanomagnétisme (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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 de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Department of Mathematical Sciences [Newark, NJ] (NJIT), Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers), School of Mathematics [Bristol], University of Bristol [Bristol], 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Condensed Matter - Materials Science, Condensed Matter::Materials Science, Multidisciplinary, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, Pattern Formation and Solitons (nlin.PS), Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, Nonlinear Sciences - Pattern Formation and Solitons
Abstract: We use the continuum micromagnetic framework to derive the formulas for compact skyrmion lifetime due to thermal noise in ultrathin ferromagnetic films with relatively weak interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction. In the absence of a saddle point connecting the skyrmion solution to the ferromagnetic state, we interpret the skyrmion collapse event as ``capture by an absorber'' at microscale. This yields an explicit Arrhenius collapse rate with both the barrier height and the prefactor as functions of all the material parameters, as well as the dynamical paths to collapse., Comment: 6 pages, 1 figure
Published: 2021

35. Covalent Grafting of Ruthenium Complexes on Iron Oxide Nanoparticles: Hybrid Materials for Photocatalytic Water Oxidation

Author: Pierre Lecante, Vincent Collière, Marc Respaud, Phong D. Tran, Quyen Nguyen, Van Nguyen, Jérôme Esvan, Karine Philippot, Wantana Klysubun, Catherine Amiens, Gilles Lemercier, Elodie Rousset, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Science and Technology of Hanoi (USTH), Institut de Chimie Moléculaire de Reims - UMR 7312 (ICMR), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-SFR CAP Santé (Champagne-Ardenne Picardie Santé), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-SFR Condorcet, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-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), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Synchrotron Light Research Institute (SLRI), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS, Université de Toulouse Paul-Sabatier, Vietnam Academy of Science and Technology (grant D̵L0000.03/19-21), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of sciences and technologies of hanoi (USTH), SFR Condorcet, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-SFR CAP Santé (Champagne-Ardenne Picardie Santé), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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), 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)-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), 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-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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Synchrotron Light Research Institute (THAILAND), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université des Sciences et des Technologies de Hanoi - USTH (VIETNAM), Université de Reims - Champagne-Ardenne (FRANCE), Institut de Chimie Moléculaire de Reims - ICMR (Reims, France), and Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France)
Subjects: Materials science, Matériaux, Nanoparticle, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Catalysis, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Iron oxide nanoparticles, General Materials Science, Pendant group, Water oxidation catalysis, Ruthenium-based photosensitizer, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Ruthenium, chemistry, Covalent bond, Photocatalysis, Hybrid photoanode, Reversible hydrogen electrode, 0210 nano-technology, Hybrid material, Covalent grafting
Abstract: International audience; The present environmental crisis prompts the search for renewable energy sources such as solar-driven production of hydrogen from water. Herein, we report an efficient hybrid photocatalyst for water oxidation, consisting of a ruthenium polypyridyl complex covalently grafted on core/shell Fe@FeOx nanoparticles via a phosphonic acid group. The photoelectrochemical measurements were performed under 1 sun illumination in 1 M KOH. The photocurrent density of this hybrid photoanode reached 20 μA/cm2 (applied potential of +1.0 V vs reversible hydrogen electrode), corresponding to a turnover frequency of 0.02 s–1. This performance represents a 9-fold enhancement of that achieved with a mixture of Fe@FeOx nanoparticles and a linker-free ruthenium polypyridyl photosensitizer. This increase in performance could be attributed to a more efficient electron transfer between the ruthenium photosensitizer and the Fe@FeOx catalyst as a consequence of the covalent link between these two species through the phosphonate pendant group.
Published: 2021

36. Impact of heat treatment on the lifetime of wire-bonded power modules

Author: Julio Brandelero, P. Pichon, Marc Legros, Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), Mitsubishi Electric [France], 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), 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: business.product_category, Materials science, Scanning electron microscope, 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, Heat treatment, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Reliability (semiconductor), [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], Micro-structure analysis, 0103 physical sciences, [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], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, Ultrasonic bonding process, Texture (crystalline), [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Electrical and Electronic Engineering, Composite material, Safety, Risk, Reliability and Quality, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Lifetime increase, 010302 applied physics, 020208 electrical & electronic engineering, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.MECA.MSMECA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Materials and structures in mechanics [physics.class-ph], Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Grain size, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph], Power module, Power cycling, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Die (manufacturing), Dislocation, business, Wire-bonded power modules
Abstract: International audience; Wire bondings in power modules are one of the weakest links in packaging, often causing an entire power module to fail. Thermo-mechanical stresses in the wire bonds related to CTE mismatch induce cracks that propagate in a region close to the bonding interface. In this paper, Scanning Electron Microscope (SEM) analysis after a bonding process clearly shows small grains and a different texture close to the interface of the wire and the die metallization. In order to improve the reliability of wire bonds, heat treatment after power module manufacturing is proposed. Heat treatment has a positive effect on the bonding region by increasing the grain size, reducing the dislocation density and merging the grains of the wire and the metallization. Furthermore, power cycling has been shown to increase the lifetime of the heat-treated power modules compared to a control comprising the same non-treated (as-delivered) IGBT power modules.
Published: 2021

37. Orientation-related twinning and dislocation glide in a cantor high entropy alloy at room and cryogenic temperature studied by in situ TEM straining

Author: Daniela Oliveros, Anna Fraczkiewicz, Antonin Dlouhy, Chen Zhang, Hengxu Song, Stefan Sandfeld, Marc Legros, Laboratoire Georges Friedel (LGF-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), ERC MuDiLingo, ESTEEM3, 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: Condensed Matter - Materials Science, Twinning, Plasticity, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [SPI.MECA.SOLID]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Solid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MSMECA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Materials and structures in mechanics [physics.class-ph], [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], Condensed Matter::Materials Science, [PHYS.MECA.STRU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Structural mechanics [physics.class-ph], In situ TEM, [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], [PHYS.MECA.SOLID]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Solid mechanics [physics.class-ph], [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Dislocation, ddc:530, High Entropy Alloy
Abstract: International audience; In situ straining experiments were performed in a TEM on an equimolar CoCrFeMnNi (Cantor) high entropy alloy at room and cryogenic temperature. Perfect and partial dislocation activity were recorded in both cases. Twinning directly follows the development of partial dislocation shearing that has various origins (perfect dislocation splitting, anchoring). It is shown that, although twinning is more frequently observed at liquid nitrogen temperature, its prevalence depends mainly on crystal orientation. As a result, twinning and perfect dislocation plasticity are likely to occur jointly in random oriented polycrystals, even at early stages of deformation.
Published: 2021

38. In-Situ Electrical Biasing of Electrically Connected TEM Lamellae with Embedded Nanodevices

Author: Cécile Marcelot, F. Lorut, Christophe Gatel, Martin Hÿtch, Lucas Chapuis, Kilian Gruel, Maria Brodovoi, Aurélien Masseboeuf, Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique (CEMES-I3EM), 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), STMicroelectronics [Crolles] (ST-CROLLES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), French National Research Agency under the 'Investissement d'Avenir' program reference No. ANR-10-EQPX-38-01French national project IODA (ANR-17-CE24-0047), European Project: 823717,ESTEEM3, 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), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: In situ, Materials science, business.industry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Optoelectronics, Biasing, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], business
Abstract: International audience; In response to a continually rising demand for high performance and low-cost devices, and equally driven by competitivity, the microelectronics industry excels in meeting innovation challenges and further miniaturizing products. However, device shrinkage and the increasing complexity of device architecture require local quantitative studies. In this paper, we demonstrate with a case study on a nanocapacitor, the capability of transmission electron microscopy in electron holography mode to be a unique in-situ technique for mapping electric fields and charge distributions on a single device.
Published: 2021

39. Interactions of oxygen with intrinsic defects in L1 0 γ-TiAl in presence of substitutional solutes: influence on diffusion kinetics

Author: Thenot, Camille, Besson, Rémy, Sallot, Pierre, Monchoux, Jean-Philippe, Connétable, Damien, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), 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), 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)-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), Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET), Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), SAFRAN Group, 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), 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 de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Subjects: Oxygen, TiAl, Thermodynamic, Intrinsic defects, Intermetallic, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, DFT, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; This work reexamines the insertion of O atoms in the L10 γ-TiAl system using first-principles calculations and thermodynamic modeling in the independent point defect approximation. It includes a study of intrinsic point defects, the insertion of many alloying elements (more than twenty were considered), as well as a study of their interaction with oxygen. The formation of complex defects composed of either vacancies, anti-sites or solute elements is then studied. Results at the atomic scale show a high segregation of oxygen in titanium-rich environments: oxygen easily segregates onto Ti anti-sites (Ti Al) and alloying elements are located in the vicinity of Al sub-lattices. DFT point-defect energetics shows that there is a clear correlation between the nature and site preference of an alloying element, and the oxygen segregation energy in the vicinity of this solute. The thermodynamic model shows that at equilibrium, oxygen does not occupy isolated interstitial sites but prefers to be located in the vicinity of Ti anti-sites or alloying elements. The effect of this strong segregation on oxygen diffusivity is discussed hereinafter. Results show a strong slowdown in oxygen diffusivity due to intrinsic defects. For Ti/Al > 0.5 ratios, the traps for O diffusion are mainly constituted by Ti anti-sites, and the addition of solutes does not contribute much to the trapping of diffusing O atoms. For Ti/Al < 0.5 ratios however, the contribution of solutes to trapping phenomena can be very important, and a decrease by 1-2 orders of magnitude of effective O diffusion coefficients can be observed for temperatures around 800-1100 K.
Published: 2021

40. Ultracompact Binary Permanent Rare-Earth Magnet with 1.25-T Center Field and Fast-Decaying Stray Field

Author: Christoph Renner, Ivan Maggio-Aprile, Adrien Bercher, Alexey B. Kuzmenko, T. M. Slipchenko, Jean-Marie Poumirol, 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 de Genève = University of Geneva (UNIGE), University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza], European Commission, 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 Université de Genève (UNIGE)
Subjects: Materials science, Field (physics), Demagnetizing field, General Physics and Astronomy, Binary number, Rare-earth magnet, 02 engineering and technology, ddc:500.2, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, 3. Good health, Computational physics, 0103 physical sciences, Center (algebra and category theory), [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 010306 general physics, 0210 nano-technology
Abstract: We present a very-compact bicomponent-permanent-magnet design capable of generating 1.25 T in a small volume, significantly above the 0.6 T available from a single uniformly magnetized permanent magnet. In addition to the enhanced maximum field, our design drastically limits the stray field present around a standard permanent magnet. These features make it suitable for retrofitting existing experiments with a substantial magnetic field, in particular, scanning probes and optical, Raman, and photoemission spectroscopy, in diverse environments, from ambient to ultrahigh vacuum and over a wide temperature range., This work is financed by the EU Project “Graphene Flagship” (CNECT-ICT604391) and UNIGE/Unitec via the Innogap program.
Published: 2021

41. Enhanced Dielectric Relaxation in Self-Organized Layers of Polypeptides Coupled to Platinum Nanoparticles: Temperature Dependence and Effect of Bias Voltage

Author: Louis Merle, Ghada Manai, Adeline Pham, Philippe Demont, Colin Bonduelle, Adnen Mlayah, Simon Tricard, Sébastien Lecommandoux, Jérémie Grisolia, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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-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), Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Team 3 LCPO : Polymer Self-Assembly & Life Sciences, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), 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-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), Équipe Photonique (LAAS-PHOTO), 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-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, ANR-18-CE09-0007,MOSC,Chimie supraparticulaire orientée par des molécules(2018), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), Bordeaux INP - BINP (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux - ENSCPB (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Bordeaux (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), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie, de Biologie et de Physique (ENSCBP)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: Materials science, Matériaux, Metal nanoparticles, 02 engineering and technology, Activation energy, Dielectric, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Capacitance, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, symbols.namesake, Physical and Theoretical Chemistry, Composites, Arrhenius equation, Relaxation (NMR), Biasing, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Dielectric spectroscopy, General Energy, Chemical physics, symbols, Electrical properties, Charge carrier, 0210 nano-technology, Molecular structure
Abstract: International audience; Using alternative current impedance spectroscopy, we investigate the dynamical conductivity of hybrid nanomaterials composed of helical polypeptide layers containing platinum nanoparticles (PtNP). The electrical characteristics of the self-organized poly(γ-benzyl-l-glutamate) (PBGL) in bidimensional lamellar assembly in the presence of Pt nanoparticles are well modeled and described by a single equivalent circuit of parallel resistance and capacitance. The latter are determined using a comparison between the measured and calculated Nyquist plots, which allows extracting the characteristic relaxation time and frequency of the dipolar relaxation process. We found that the relaxation frequency in the PBLG–PtNP hybrid materials is enhanced by 4 orders of magnitudes compared to pure PBLG, which indicates a much faster dielectric relaxation in PBLG–PtNP due to dipole orientation and dipole–dipole interactions. The temperature dependence of the relaxation time is analyzed using Arrhenius plots, from which the activation energy of the relaxation process is found to be around 0.1 eV. Such a value close to the peptide vibration energy of the PBLG indicates a vibration-assisted relaxation process and a polaronic charge transport mechanism. An advantage of the PBLG–PtNP nanocomposite material is that the activation energy can be finely tuned by the PBLG degree of polymerization. Finally, an important outcome of this work is the investigation of the dielectric relaxation process in PBLG–PtNP under applied DC bias. We found that the activation energy decreases with increasing bias voltage for all degrees of polymerization of the PBLG molecule. This effect is interpreted in terms of electric field-induced alignment of the dipoles and of increased mobility of the polaronic charge carriers. The presence of piezoelectricity in the hybrid material gives the possibility to use the DC bias as a simple mean of monitoring the dynamical conductivity involving polaronic states.
Published: 2021

42. Superior carbon nanotube stability by molecular filling:a single-chirality study at extreme pressures

Author: Emmanuel Flahaut, Colin Bousige, Marc Monthioux, Aude Stolz, Alfonso San-Miguel, Wenwen Cui, Jingming Shi, Chunyang Nie, Miguel A. L. Marques, Silvio D. Silva-Santos, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Jiangsu Normal University (CHINA), Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - MLU (GERMANY), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Claude Bernard-Lyon I - UCBL (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces (LMI), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Jiangsu Normal University (JSNU), Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg (MLU), 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 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), Spectroscopies optiques des matériaux verres, amorphes et à nanoparticules (SOPRANO), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), 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), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: enhanced mechanical stability, Tube diameter, Materials science, Matériaux, Carbon nanotubes, Single chirality, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, 01 natural sciences, Stability (probability), law.invention, symbols.namesake, law, Radial collapse, 0103 physical sciences, Molecule, General Materials Science, radial collapse, Nanotube filling, 010306 general physics, [PHYS]Physics [physics], carbon nanotubes, Enhanced mechanical stability, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, single chirality, high pressure, High pressure, Mechanical stability, Chemical physics, symbols, nanotube filling, 0210 nano-technology, Chirality (chemistry), Raman spectroscopy, Intensity (heat transfer)
Abstract: International audience; Carbon nanotubes have extraordinary mechanical properties, but modifications of their structure tend to weaken them. Here, we have studied by experiments and modelling the one-dimensional filling of single chirality (6,5) carbon nanotubes with iodine and water. We show that iodine-filling can enhance the pressure of radial collapse of these nanotubes by a factor 2 compared to the empty (6,5) tubes. For water filling, this enhancement factor reduces to 1.4. Our single-chirality study allows correlating the different Raman signatures of the radial collapsing process, which was not possible in samples with mixed chiralities. A clear spectroscopic signature of the collapse pressure can thus be given: it is the pressure at which the G-band frequency evolution with pressure softens while the radial breathing mode intensity vanishes. These new criteria for the detection of radial collapse allow correcting some existing discrepancies in the literature. Finally, we discuss the impact of molecular filling on the radial mechanical stability as a function of the tube diameter. It results that molecular filling allows for a superior stability effect than filling with tubes (i.e. multi-wall carbon nanotubes). The stability enhancement tends to grow with the tube diameter and depends strongly on the nature of the filling molecules.
Published: 2021

43. On-Surface Decarboxylation Coupling Facilitated by Lock-to-Unlock Variation of Molecules upon the Reaction

Author: Wang, Shaoshan, Li, Zhuo, Ding, Pengcheng, Mattioli, Cristina, Huang, Wujun, Wang, Yang, Gourdon, Andr��, Sun, Ye, Chen, Mingshu, Kantorovich, Lev, Yang, Xueming, Rosei, Federico, Yu, Miao, Harbin Institute of Technology (HIT), Dalian Institute of Chemical Physics (DICP), Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), 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), Xiamen University, Groupe NanoSciences (CEMES-GNS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), King‘s College London, Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS), 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: Chemical Physics (physics.chem-ph), [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Physics - Chemical Physics, •intramolecular charge redistribution, FOS: Physical sciences, on-surface synthesis, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], high energy barrier, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, decarboxylation coupling
Abstract: International audience; On-surface synthesis (OSS) involving relatively high energy barriers remains challenging due to a typical dilemma: firm molecular anchor is required to prevent molecular desorption upon the reaction, whereas sufficient lateral mobility is crucial for subsequent coupling and assembly. By locking the molecular precursors on the substrate then unlocking them during the reaction, we present a strategy to address this challenge. High-yield synthesis based on well-defined decarboxylation, intermediate transition and hexamerization is demonstrated, resulting in an extended and ordered network exclusively composed of the newly-synthesized macrocyclic compound. Thanks to the steric hindrance of its maleimide group, we attain a preferential selection of the coupling. This work unlocks a promising path to enrich the reaction types and improve the coupling selectivity hence the structual homogeneity of the final product for OSS.
Published: 2021

44. Is a substrate miscut really required for high quality III-V/Si monolithic integration?

Author: Cornet, Charles, Charbonnier, Simon, Lucci, Ida, Chen, Lipin, Létoublon, Antoine, Tavernier, Karine, Rohel, Tony, Bernard, Rozenn, RODRIGUEZ, Jean-baptiste, Cerutti, Laurent, Tournié, Eric, Léger, Yoan, Bahri, Mounib, Patriarche, Gilles, Largeau, Ludovic, Ponchet, Anne, Turban, Pascal, Bertru, Nicolas, Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants à Nanostructure pour le moyen infrarouge (NANOMIR), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux (MAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-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), Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Renatech, ANR-17-CE24-0019,ORPHEUS,Phénomènes optiques du second ordre dans les microdisques de phosphure de gallium intégrés sur silicium(2017), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-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 Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience
Published: 2021

45. As-Grown InGaAsN Subcells for Multijunction Solar Cells by Molecular Beam Epitaxy

Author: Christophe Inguimbert, Andrea Balocchi, Maxime Levillayer, S. Parola, Jean Decobert, Guilhem Almuneau, Alexandre Arnoult, Nicolas Vaissiere, T. Nuns, Corinne Aicardi, Sophie Duzellier, Ines Massiot, Laurent Artola, Hélène Carrère, ONERA / DPHY, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Équipe Photonique (LAAS-PHOTO), 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), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Micro électronique, Composants, Systèmes, Efficacité Energétique (M@CSEE), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Énergie (NRJ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Matériaux (MAT), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Alcatel-Thales III-V Lab (III-V Lab), THALES [France], 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-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), and THALES
Subjects: MJSC, 1 eV cell, Materials science, MBE, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Nitride, 7. Clean energy, Temperature measurement, Bismuth, law.invention, Gallium arsenide, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, law, Solar cell, Dilute nitride, Electrical and Electronic Engineering, Total internal reflection, business.industry, Doping, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, InGaAsN, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Molecular beam epitaxy
Abstract: International audience; In this article, we investigate the molecular beam epitaxy growth of unannealed 1.12 eV InGaAsN solar cells. The impact of the growth temperature, the As/III ratio and the bismuth used as a surfactant is reported. An in-situ curvature measurement setup enables to monitor and ensure a constant N incorporation during the InGaAsN growth. Ex-situ characterization results suggest that a high As/III ratio ensures good optoelectronic properties and that the growth temperature has a strong influence on the residual doping of the dilute nitride layer. Under AM0> 870 nm and without anti-reflection coatings, our best InGaAsN solar cells exhibit Jsc and Voc values of 7.94 mA/cm 2 and 0.375 V respectively. Considering no internal reflection and no grid shading, generation up to 12 mA/cm² in a multijunction solar cell can be expected, which is the highest value ever reported for as-grown InGaAsN cells to our knowledge.
Published: 2021

46. A Single-Molecule Digital Full Adder

Author: Antonio M. Echavarren, We-Hyo Soe, Paula de Mendoza, Christian Joachim, 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 NanoSciences (CEMES-GNS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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), International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Physics, Surface (mathematics), Adder, Truth table, 02 engineering and technology, Function (mathematics), 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Molecular physics, 0104 chemical sciences, Nonlinear system, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Intramolecular force, Molecule, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Physical and Theoretical Chemistry, Quantum information, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: A specifically designed aza-starphene molecule is presented where contacting one, two, and/or three single Al adatoms allows this molecule to function as a "3-inputs & 2-outputs" digital full adder on a Au(111) surface. Sequentially positioning single Al adatoms with atomic precision to interact with aza-starphene, inputs one classical digit per Al, which is converted to quantum information by the molecule. The intramolecular logical calculations do not require a solid-state digital full adder cascade-like architecture. The measured Boolean truth table results in part from the quantum level repulsion effect and in part from a nonlinear magnetic effect also intrinsic to the aza-starphene molecule with its contacted Al adatoms.
Published: 2021

47. FeNi3 and Ni-based nanoparticles as electrocatalysts for magnetically-enhanced alkaline water electrolysis

Author: Vivien Gatard, Déborah De Masi, Raphaël Chattot, Irene Mustieles Marin, Juan Manuel Asensio Revert, Pier-Francesco Fazzini, Thierry Encinas, Vincent Martin, Stéphane Faure, Jonathan Deseure, Julian Carrey, Bruno Chaudret, Marian Chatenet, Electrochimie Interfaciale et Procédés (EIP), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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 des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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), and 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)
Subjects: Materials science, Electrolysis of water, Hydrogen, Alkaline water electrolysis, Oxygen evolution, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electrochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, 0104 chemical sciences, Catalysis, chemistry, Chemical engineering, 13. Climate action, Rotating disk electrode, Inductively coupled plasma, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Today, hydrogen mainly originates from fossil sources (gas, oil, and coal). Room temperature water electrolysis is an interesting alternative for renewable electricity storage, even if it is well-known that high-temperature systems are more efficient. To address this issue, we studied different non-platinum group metal (non-PGM) catalysts for alkaline oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) by recording cyclic voltamperograms with a rotating disk electrode set up. Physicochemical characterizations of Ni-based and FeNi3-based catalysts were performed using transmission electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), and inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS). Ni synthesized by the hot injection method is a good catalyst for HER, yet still less active than Pt/C. FeNi3 with and without a Ni surface doping is very good OER catalysts, slightly better than commercial unsupported IrO2. Electrochemical tests under alternating magnetic field (AMF) using these nanoparticles are ongoing, as these materials are compatible with AMF activation.
Published: 2021

48. Long-term thermal ageing of the 2219-T851 and the 2050-T84 Al-Cu alloys

Author: Nicolas Bello, Céline Larignon, Joël Douin, IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique, 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), 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, Plasticity, ageing treatment, Alloy, chemistry.chemical_element, Thermodynamics, 02 engineering and technology, engineering.material, 01 natural sciences, Aluminium, 0103 physical sciences, Materials Chemistry, Mechanical Properties, General Materials Science, Tensile testing, 010302 applied physics, Precipitation (chemistry), Drop (liquid), Aluminium alloys, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Characterization (materials science), chemistry, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, engineering, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Transmission Electron Microscopy, 0210 nano-technology
Abstract: In this study, the influence of high temperature exposure on mechanical properties as well as on the microstructures of two Al-Cu alloys, has been investigated. Driven by an industrial will to use structural aluminium at higher temperature than usually stated, this work is focused on the characterization of the evolution of two commercial alloys, the 2219-T851 and the 2050-T84, induced by an ageing treatment of 1000 h at 200 °C. Careful TEM observations confirm the importance of the nanoscale precipitation and that the precipitate size and distribution strongly influence the mechanical properties of the studied alloys. Results unexpectedly show that the θ ′ − A l 2 C u precipitates are more stable in time than the T 1 − A l 2 C u L i precipitates at this temperature. Regarding the mechanical properties related to ageing, it follows that the 2219-T851 alloy presents a reduced drop with time of its tensile test curves compared to the 2050-T84, thus a limited, and at least less pronounced, temperature dependence. For an industrial application on structural part, 2219-T851 alloy then appears to be a good candidate for long-term structural applications at intermediate temperatures.
Published: 2021

49. Integration of the Rhombohedral BiSb(0001) Topological Insulator on a Cubic GaAs(001) Substrate

Author: Fuccio Cristiano, Emmanuelle Daran, Arnaud Proietti, Corentin Durand, Quentin Gravelier, Sebastien Plissard, Benjamin Reig, Alexandre Arnoult, Daya S. Dhungana, Roland Coratger, Dima Sadek, Pier-Francesco Fazzini, 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, 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), Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Surfaces, Interfaces et Nano-Objets (CEMES-SINanO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (CMCR), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), ANR-17-PIRE-0001,Hybrid,Hybrid Materials for Quantum Science and Engineering(2017), 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 (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 de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Magnetoresistive random-access memory, Materials science, Condensed matter physics, Spintronics, Magnetoresistance, Chalcogenide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Conductivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Bismuth, chemistry.chemical_compound, chemistry, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Topological insulator, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, General Materials Science, 010306 general physics, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Bismuth-Antimony alloys () is the first reported 3D Topological Insulator (TI). Among many TIs reported to the date, it remains the most promising for spintronic applications thanks to its large conductivity, its colossal spin Hall angle, and the possibility to build low current spin-orbit-torque (SOT) magnetoresistive random access memories (MRAM). Nevertheless, the 2D integration of TIs on industrial standards is lacking. In this work, we report the inte
Published: 2021

50. First Nanoparticles of a Conductor Based on the Organic Donor Molecule BETS: κ-(BETS)2FeCl4

Author: Dominique de Caro, Christophe Faulmann, Lydie Valade, Kane Jacob, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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-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 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)-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), and Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: Diffraction, Technology, Materials science, molecular conductors, Band gap, electrocrystallization technique, Imine, Nanoparticle, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Saturation current, Molecule, General Materials Science, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, bis(ethylenedithio)tetraselenafulvalene BETS, Superconductivity, Microscopy, QC120-168.85, Communication, QH201-278.5, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Engineering (General). Civil engineering (General), 021001 nanoscience & nanotechnology, TK1-9971, 0104 chemical sciences, Descriptive and experimental mechanics, chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Physical chemistry, nanoparticles, amphiphilic imine, Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering, TA1-2040, 0210 nano-technology
Abstract: Nanoparticles of the molecular superconductor (BETS)2FeCl4 were obtained by the electrochemical oxidation of BETS in the presence of [(C2H5)4N]FeCl4 and an amphiphilic imine (OATM), acting as a growth controlling agent. When the reaction was carried out with a molar ratio OATM/BETS of 10, roughly spherical nanoparticles exhibiting sizes in the 10–40 nm range were observed. X-ray diffraction patterns evidenced the growth of (BETS)2FeCl4 nanoparticles with the κ-type structure. The current-voltage characteristic recorded on an individual nanoparticle aggregate was fitted with a Shockley diode model. A saturation current of 1216 pA and a threshold voltage of 0.62 V were extracted from this model. This latter value was consistent with roughly half of the energy gap of the semiconducting nano-crystalline aggregate.
Published: 2021

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