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1. Improved aromatic yield and toluene selectivity in propane aromatization over Zn–Co/ZSM-5: effect of metal composition and process conditions

Author: G. G. Oseke, E. E. Peter, A. Y. Atta, B. Mukhtar, B. J. El-Yakubu, B. O. Aderemi, Ahmadu Bello University, Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés, de l'énergie et de l'environnement (RAPSODEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Landmark University [Omu-Aran]
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], Toluene selectivity, Aromatic yield, Mechanics of Materials, Mechanical Engineering, General Materials Science, Propane conversion, Zn–Co/ZSM-5
Abstract: International audience; In this report, a catalytic enhanced-conventional process production background was employed to determine the most cost-effective and environmentally friendly techniques to improve the catalytic production of toluene and other aromatic compounds from propane aromatization. 2 wt% of zinc was co-impregnated with 1–3 wt% of cobalt on HZSM-5. Characterizations and analysis showed that catalysts are crystalline and microporous. Propane conversion was carried out at 540 °C, 1200 ml/g-h gas hourly space velocity and atmospheric pressure over Zn–Co/ZSM-5 bimetallic catalysts. Toluene selectivity in the aromatic products was greatly improved and sustained significantly together with other aromatic products. Catalytic conversion of propane and aromatic yield over Zn–Co/ZSM-5 was improved and stabilized due to metallic collaboration on HZSM-5. Aromatic yield averaged 46, 32, and 36%, respectively, for 1–3 wt% Co in Zn–Co/ZSM-5 bimetallic catalyst. Average toluene selectivity in the aromatic products for 12 h time on stream from 60, 50 and 51% for 1–3 wt% Co loading. The threshold loading of cobalt with zinc was 2% above which the general aromatic selectivity declined. A decrease in conversion from 73 to 15% was observed for flowrate increase from 6 to 35 ml min−1 and an increase in aromatic selectivity from 80 to 87%. An increase in temperature of 500–560 °C increased catalytic performance, 32–47% for propane conversion, and 79–86% aromatic selectivity.
Published: 2023

2. Hybrid Ni–Co–Ni Structures Prepared by Magnetophoresis as Efficient Permanent Magnets for Integration into Microelectromechanical Systems

Author: Pierre Moritz, Ilona Lecerf, Antoine Gonon, Georgiana Maties, Thomas Blon, Simon Cayez, David Bourrier, Fabrice Mathieu, José Elías Angulo-Cervera, Liviu Nicu, Thierry Leïchlé, Thierry Ondarçuhu, Guillaume Viau, Lise-Marie Lacroix, 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 mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Nanomagnétisme (LPCNO), 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), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), 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), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology (ECE GeorgiaTech), Georgia Institute of Technology [Atlanta], ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), and ANR-19-CE09-0021,POMADE,Aimants intégrés submillimétriques pour dispositifs portables(2019)
Subjects: Magnetophoresis, Integrated magnets, Selfassembly, General Materials Science, Nanorods, Electromagnetic actuation, Nanostructured materials, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Condensed Matter Physics, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; The direct integration of performant permanent magnets (PMs) within miniaturized circuits remains both a scientific and a technological challenge. Magnetophoresis-driven capillary assembly of hard magnetic nanoparticles is a promising approach to fabricate 3D rare-earth-free PMs. However, this process implies the use of soft magnetic blocks to generate the magnetic field gradients required to localize the assembly directly onto silicon substrates. The impact of these soft elements onto the overall magnetic properties is evaluated using Co nanorods as hard material and 150 μm–thick Ni blocks. As expected, the presence of Ni softens the overall properties of the hybrid magnet obtained, but PM properties are preserved for reduced Ni volumes. Magnetic induction as high as 19 mT at a distance of 200 μm is generated by the hybrid Ni–Co–Ni structures, allowing for the electromagnetic actuation of a microelectromechanical resonant sensor
Published: 2022

3. Dominant role of OH − and Ti 3+ defects on the electronic structure of TiO 2 thin films for water splitting

Author: Maria Isabel Mendoza Diaz, Andrea Balocchi, Kolade Oyekan, Kui Tan, William G. Vandenberghe, Alain Esteve, Carole Rossi, Équipe Nano-ingénierie et intégration des oxydes métalliques et de leurs interfaces (LAAS-NEO), 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), Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Texas at Dallas [Richardson] (UT Dallas), and The authors acknowledge the financial support from theEuropean Research Council (H2020 Excellent Science)Researcher Award (Grant No. 832889 – PyroSafe) and from theFEDER/Occitanie Region (Grant H2VERT/HYPHY). This work wasalso supported by the LAAS-CNRS technology platform, amember of the Renatech network. The authors also thank Dr.Hicham Jabraoui from LAAS, University of Toulouse for his helpin doing GC experiments.
Subjects: Inorganic Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry
Abstract: International audience; Anatase/rutile consituted TiO2 thin films were prepared by sputter-deposition, and the influence of post-annealing step with a narrow window at 200 °C, revealed a gaining factor of 5 in the H2 production. An in-depth analysis of the photocatalytic performance revealed the dominant role of intermediate states, rather than the hetero-crystalline nature and mesoscale structure. Structural, chemical and optical investigations based on scanning electron microscopy, x-ray diffraction, x-ray photoelectron spectroscopy, UV-visible spectroscopy and photoluminescence supported by ab-initio calculation, correlated the H2 production with the dual presence of OH − and Ti 3+ defects in the form of titanium interstitial atoms. In addition, steady-state photoluminescence measurements determined the chemically active role of ethanol, commonly used as a hole scavenger, into inducing deep hole traps upon dissociation on the surface. These results give new directions for the design of TiO2 based photocatalytic systems for light-driven H2 production through water splitting, guided by a detailed description of defects present on the electronic structure and their chemical identification.
Published: 2022

4. Ferromagnetic Ni Nanoparticle with Controlled Anisotropy: From Polyhedral to Planar Tetrapods

Author: Georgiana Maties, Marion Luu, Kosseila Ait-Oukaci, Ilona Lecerf, Cécile Marcelot, Anaïs Fondet, Simon Cayez, Christophe Gatel, Thomas Blon, Bruno Chaudret, Lise-Marie Lacroix, 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), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), ANR-19-CE09-0021,POMADE,Aimants intégrés submillimétriques pour dispositifs portables(2019), and ANR-17-CE24-0047,IODA,Microscopie électronique in operando pour l'analyse de composants(2017)
Subjects: organometallic chemistry, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, General Energy, electron holography, nanoparticle, nanomagnetism, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Physical and Theoretical Chemistry, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract: International audience; Liquid phase syntheses mainly yield nanoparticles with compact shapes, such as spheres or cubes. However, controlling not only the size but also the shape of magnetic nanoparticles would enable a fine tuning of their intrinsic properties, due to the shape anisotropy induced by long-range dipolar interactions. We report here a fairly simple approach based on the reduction of an amidinate complex in presence of a mixture of long chains acid and amine to yield ferromagnetic Ni nanoparticles. The formation of stable Ni complexes could be promoted in situ by increasing the acid concentration, thus allowing to tune the final particle size. While amine could be use as soft reducing agent, dihydrogen was essential to promote anisotropic shapes. Electron holography combined with micromagnetic simulations showed that the resulting shape anisotropy could impose complex magnetic configurations within planar tetrapods. Regarding the heating efficiency, which directly scales with the magnetic hysteresis loop area, maxima of 100W.g-1 were found for nanoplates and nanorods, opening promising perspectives for magnetically-induced catalysis.
Published: 2022

5. Optimization of a vibrating MEMS electromagnetic energy harvester using simulations

Author: Ilona Lecerf, Pierre Moritz, José Elías Angulo-Cervera, Fabrice Mathieu, David Bourrier, Liviu Nicu, Thierry Leïchlé, Frederico Orlandini-Keller, Thibaut Devillers, Nora M. Dempsey, Guillaume Viau, Lise-Marie Lacroix, Thomas Blon, 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 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), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Micro et NanoMagnétisme (NEEL - MNM), Institut Néel (NEEL), 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)-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), Nanomagnétisme (LPCNO), 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), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), and ANR-19-CE09-0021,POMADE,Aimants intégrés submillimétriques pour dispositifs portables(2019)
Subjects: General Physics and Astronomy, General Materials Science, Physical and Theoretical Chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; Nowadays, wireless sensor networks (WSN) are becoming essential in our daily life. However, a major constraint concerns the energy power supply. Indeed, batteries need to be recharged or replaced often which implies a limited lifetime for WSN nodes. One alternative consists in harvesting mechanical energy from surrounding vibrations of the environment. Using finite element simulations, we report here a complete guideline to optimize a MEMS electromagnetic energy harvester consisting of an in-plane vibrating silicon frame supporting an array of micromagnets that faces a static 2D micro-coil. The dimensioning of the magnet array and the specific design of the coil are addressed, considering patterned 50 µm thick NdFeB films with out of plane magnetization. The optimization of the electromechanical coupling which allows to efficiently convert the energy results from a trade-off between the high magnetic flux gradients produced by the micromagnets and the maximum number of turns of the facing coil.
Published: 2022

6. 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

7. Evidence for amylose inclusion complexes with multiple acyl chain lipids using solid-state NMR and theoretical approaches

Author: Anne Lemassu, Valérie Réat, Franck Jolibois, Adrien Schahl, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), 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 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: Anomer, Polymers and Plastics, Chemical shift, Organic Chemistry, Starch, Carbon-13 NMR, Dihedral angle, Lipids, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, chemistry.chemical_compound, Crystallography, Molecular dynamics, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Solid-state nuclear magnetic resonance, chemistry, Amylose, Molecular dynamics simulation, Materials Chemistry, Density functional theory, Density functional calculation, solid-state NMR spectroscopy
Abstract: International audience; Amylose is known to form inclusion complexes in the presence of hydrophobic guests. Among lipids, only single-chain fatty acids have been reported as possible guests with the surrounding amylose in a well-defined V-helix conformation. Using experimental 13 C solid-state NMR, we studied the formation of inclusion complexes between amylose and a variety of multiple-chains lipids of increasing complexity. Molecular dynamics simulations and calculations of 13 C isotropic chemical shifts using the Density Functional Theory approach were performed to support the interpretation of experimental spectra. We provide unambiguous evidences that amylose forms inclusion complexes with lipids bearing multiple acyl chains. Amylose conformations around these lipids are characterized by {ϕ,ψ} anomeric bond dihedral angles near {115°,105°}. In the 13 C NMR spectra, this translates into C1 and C4 chemical shifts of 102.5 ppm and 81.1 ppm, regardless of the helical conformation of the amylose surrounding the acyl chains.
Published: 2021

8. Magnetophoresis-Assisted Capillary Assembly: A Versatile Approach for Fabricating Tailored 3D Magnetic Supercrystals

Author: Juan-Manuel Asensio-Revert, Pierre Farger, Guillaume Viau, Pierre Moritz, Fabrice Mathieu, Simon Cayez, Daisuke Saya, David Bourrier, Liviu Nicu, Antoine Gonon, Thomas Blon, Lise-Marie Lacroix, Thierry Leichle, Nicolas Ratel-Ramond, Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), 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 - 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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), 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), 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, Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille, Université de Franche-Comté (UFC), and Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-CentraleSupélec-Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Microelectromechanical systems, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Fabrication, Capillary action, General Engineering, General Physics and Astronomy, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 7. Clean energy, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Magnet, Hardware_INTEGRATEDCIRCUITS, Magnetic nanoparticles, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, Realization (systems), Electronic circuit
Abstract: International audience; The fabrication and integration of sub-millimeter magnetic materials into predefined circuits is of major importance for the realization of portable devices designed for telecommunications, automotive, biomedical, and space applications but remains highly challenging. We report here a versatile approach for the fabrication and direct integration of nanostructured magnetic materials of controlled shaped at specific locations onto silicon substrates. The magnetophoresis-assisted capillary assembly of magnetic nanoparticles, either spherical or anisotropic, leads to the fabrication of high-performance Co-based permanent magnets and Fe-based supercrystals. Integrated sub-millimeter magnets as well as millimeter self-standing magnets exhibiting magnetic properties competing with NdFeB-based composites were obtained through this cost- and time-efficient process. The proof-of-concept of electromagnetic actuation of a micro-electromechanical system cantilever by means of these supercrystals highlights their potentiality as efficient integrated magnetic materials within nomadic devices.
Published: 2021

9. Guide to optical spectroscopy of layered semiconductors

Author: Ioannis Paradisanos, Bernhard Urbaszek, Shivangi Shree, Xavier Marie, 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), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE30-0028,2D-vdW-Spin,Dynamique de Spin et de Valle´e dans les Mate´riaux bidimensionnels de van der Waals(2017), 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)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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, Band gap, FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, Physics::Optics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 0103 physical sciences, Valleytronics, 010306 general physics, Electronic band structure, Absorption (electromagnetic radiation), Spectroscopy, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.COND.CM-MSQHE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall], Condensed Matter - Materials Science, business.industry, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Heterojunction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Semiconductor, Optoelectronics, Photonics, 0210 nano-technology, business, Optics (physics.optics), Physics - Optics
Abstract: In this technical review we give an introduction to optical spectroscopy for layered materials as a powerful, non-invasive tool to access details of the electronic band structure and crystal quality. Potential applications in photonics and optoelectronics are based on our understanding of the light-matter interaction on an atomic monolayer scale. Here atomically thin transition metal dichalcogenides, such as MoS2 and WSe2, are model systems for layered semiconductors with a bandgap in the visible region of the optical spectrum. They can be assembled to form heterostructures and combine the unique properties of the constituent monolayers. We review the working principles of micro-photoluminescence spectroscopy and optical absorption experiments. We discuss the physical origin of the main absorption and emission features in the optical spectra and how they can be tuned. We explain key-aspects of practical set-ups for performing experiments in different conditions such as variable temperatures or in applied magnetic fields and how parameters such as detection spot size and excitation laser wavelength impact the optical spectra. We describe the important influence of the direct sample environment, such as substrates and encapsulation layers, on the emission and absorption mechanisms. A survey of optical techniques that probe the coupling between layers and analyse carrier polarisation dynamics for spin- and valleytronics is provided., 12 pages, 4 Figures, initial version
Published: 2021
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10. Controlling interlayer excitons in MoS2 layers grown by chemical vapor deposition

Author: Takashi Taniguchi, Xavier Marie, Andrey Turchanin, Ioannis Paradisanos, Antony George, Richard J. Warburton, Bernhard Urbaszek, Nadine Leisgang, Kenji Watanabe, Iann C. Gerber, Shivangi Shree, Cedric Robert, 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), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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), 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), Université de Toulouse (UT)-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 ANR-17-CE30-0028,2D-vdW-Spin,Dynamique de Spin et de Valle´e dans les Mate´riaux bidimensionnels de van der Waals(2017)
Subjects: Materials science, Science, Exciton, Stacking, FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Chemical vapor deposition, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Condensed Matter::Materials Science, Delocalized electron, symbols.namesake, Condensed Matter::Superconductivity, 0103 physical sciences, Monolayer, 010306 general physics, lcsh:Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.COND.CM-MSQHE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall], Condensed Matter - Materials Science, Multidisciplinary, Valence (chemistry), Bilayer, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), General Chemistry, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Chemical physics, symbols, lcsh:Q, van der Waals force, 0210 nano-technology
Abstract: Combining MoS$_2$ monolayers to form multilayers allows to access new functionalities. In this work, we examine the correlation between the stacking order and the interlayer coupling of valence states in MoS$_2$ homobilayer samples grown by chemical vapor deposition (CVD) and artificially stacked bilayers from CVD monolayers. We show that hole delocalization over the bilayer is allowed in 2H stacking and results in strong interlayer exciton absorption and also in a larger A-B exciton separation as compared to 3R bilayers, where both holes and electrons are confined to the individual layers. Comparing 2H and 3R reflectivity spectra allows to extract an interlayer coupling energy of about $t_\perp=49$ meV. Obtaining very similar results for as-grown and artificially stacked bilayers is promising for assembling large area van der Waals structures with CVD material, using interlayer exciton absorption and A-B exciton separation as indicators for interlayer coupling. Beyond DFT calculations including excitonic effects confirm signatures of efficient interlayer coupling for 2H stacking in agreement with our experiments., Comment: 10 pages including supplement, 3 + 4 figures
Published: 2020

11. Raman evidence for the successful synthesis of diamane

Author: Fabrice Piazza, Iann C. Gerber, Marc Monthioux, Pascal Puech, Kelvin Cruz, Laboratorio de Nanociencia, Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra (PUCMM), Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), EUR grant NanoX n° ANR-17-EURE-0009, 'Programme des Investissementsd’Avenir'.CALMIP (Project p0812)GENCI-IDRIS, Grant No. 2020-A008096649MESCyT (2015, 2016, 2018 FONDOCyT programs), République Dominicaine, ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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, Graphene, Radical, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Photochemistry, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, symbols.namesake, chemistry, law, symbols, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], First principle, General Materials Science, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy, Carbon
Abstract: International audience; Diamane was prepared from the exposure of bi-layer graphene to H radicals produced by the hot-filament process. A sharp sp 3-bonded carbon stretching mode was observed by UV Raman spectroscopy while no sp 2-bonded carbon peak was simultaneously detected. This is the first time that Raman spectra of genuine diamane are reported, which, meanwhile, are the very first evidence for the successful synthesis of genuine diamane. First principle calculations support possible full hydrogenation and confirm the hydrogenated AB configuration to be the most stable one. We believe those results constitute a milestone in the path towards the synthesis of high-quality diamane and open the door to large-scale production.
Published: 2020

12. Metallacyclic actinide catalysts for dinitrogen conversion to ammonia and secondary amines

Author: Rory P. Kelly, Tatsumi Ochiai, Megan L. Seymour, Laurent Maron, Polly L. Arnold, Francis Y. T. Lam, EPCC [Edinburgh], University of Edinburgh, Université de Tsukuba = University of Tsukuba, Department of Chemistry [Berkeley], University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC)-University of California (UC), EaStCHEM School of Chemistry, University of St Andrews [Scotland], Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Silanes, 010405 organic chemistry, General Chemical Engineering, Organic Chemistry, General Chemistry, Actinide, 010402 general chemistry, Ligands, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Catalysis, Metal, Ammonia, chemistry.chemical_compound, Temperature and pressure, chemistry, visual_art, Polymer chemistry, Chemical Sciences, visual_art.visual_art_medium, Surface modification, Molecule, MESH: chemi, [CHIM]Chemical Sciences, Chemical bonding
Abstract: International audience; Chemists have spent over a hundred years trying to make ambient temperature/pressure catalytic systems that can convert atmospheric dinitrogen into ammonia or directly into amines. A handful of successful d-block metal catalysts have been developed in recent years, but even binding of dinitrogen to an f-block metal cation is extremely rare. Here we report f-block complexes that can catalyse the reduction and functionalization of molecular dinitrogen, including the catalytic conversion of molecular dinitrogen to a secondary silylamine. Simple bridging ligands assemble two actinide metal cations into narrow dinuclear metallacycles that can trap the diatom while electrons from an externally bound group 1 metal, and protons or silanes, are added, enabling dinitrogen to be functionalized with modest but catalytic yields of six equivalents of secondary silylamine per molecule at ambient temperature and pressure.
Published: 2020

13. Cover Feature: Hydrogen Isotope Exchange Catalyzed by Ru Nanocatalysts: Labelling of Complex Molecules Containing N ‐Heterocycles and Reaction Mechanism Insights (Chem. Eur. J. 22/2020)

Author: Sébastien Garcia-Argote, Iker del Rosal, Philippe Lesot, Donia Bouzouita, Laurent Maron, Simon Tricard, Sophie Feuillastre, Marie Certiat, Romuald Poteau, Elodie Marcon, Bruno Chaudret, David-Alexandre Buisson, Viktor Pfeifer, Alberto Palazzolo, Grégory Pieters, 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 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 Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), 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), Department of Chemistry and Chemical Biology [Harvard], Harvard University [Cambridge], Laboratoire de Physique Quantique (LPQ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), 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), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Harvard University, and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Reaction mechanism, 010405 organic chemistry, Chemistry, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Hydrogen isotope, Organic Chemistry, 02 engineering and technology, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, Catalysis, Nanomaterial-based catalyst, 0104 chemical sciences, Deuterium, Labelling, Molecule, Tritium, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2020

14. When organophosphorus ruthenium complexes covalently bind to ruthenium nanoparticles to form nanoscale hybrid materials

Author: Elena Martín Morales, Romuald Poteau, Pierre Sutra, Iker del Rosal, Karine Philippot, Yannick Coppel, Jérôme Esvan, Alain Igau, Pierre Lecante, 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), Modélisation Physique et Chimique (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-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), 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), 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)-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)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), and Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Subjects: Matériaux, Nanoparticle, chemistry.chemical_element, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, Nanomaterials, Transition metal, X-ray photoelectron spectroscopy, Materials Chemistry, XPS, Nanoscopic scale, 010405 organic chemistry, Chemistry, Metals and Alloys, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Combinatorial chemistry, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ruthenium, Covalent bond, Ceramics and Composites, Hybrid transition metal nanomaterials, Hybrid material, Transmission electron microscopy
Abstract: International audience; A hybrid material made of mononuclear organophosphorus polypyridyl ruthenium complexes covalently bonded to ruthenium nanoparticles has been synthesized via a one-pot organometallic procedure and finely characterized. These results open new avenuesto access unique hybrid transition metal nanomaterials.
Published: 2020

15. Exciton valley depolarization in monolayer transition-metal dichalcogenides

Author: Dmitry Smirnov, Hanan Dery, Xavier Marie, Dinh Van Tuan, Zhengguang Lu, Min Yang, Cedric Robert, Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE24-0001,VallEx,Ingénierie des propriétés excitoniques, de spin et de vallée dans les hétérostructures de van der Waals(2017), 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)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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: Physics, Condensed Matter - Materials Science, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Condensed matter physics, Exciton, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Electron, 021001 nanoscience & nanotechnology, Coupling (probability), Quantum number, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 01 natural sciences, Helicity, Orientation (vector space), Condensed Matter::Materials Science, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Energy (signal processing), [PHYS.COND.CM-MSQHE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall], Spin-½
Abstract: The valley degree of freedom is a sought-after quantum number in monolayer transition-metal dichalcogenides. Similar to optical spin orientation in semiconductors, the helicity of absorbed photons can be relayed to the valley (pseudospin) quantum number of photoexcited electrons and holes. Also similar to the quantum-mechanical spin, the valley quantum number is not a conserved quantity. Valley depolarization of excitons in monolayer transition-metal dichalcogenides due to long-range electron-hole exchange typically takes a few ps at low temperatures. Exceptions to this behavior are monolayers MoSe$_2$ and MoTe$_2$ wherein the depolarization is much faster. We elucidate the enigmatic anomaly of these materials, finding that it originates from Rashba-induced coupling of the dark and bright exciton branches next to their degeneracy point. When photoexcited excitons scatter during their energy relaxation between states next to the degeneracy region, they reach the light cone after losing the initial helicity. The valley depolarization is not as fast in monolayers WSe$_2$, WS$_2$ and likely MoS$_2$ wherein the Rashba-induced coupling is negligible., We would appreciate any feedback
Published: 2020

16. Filtering the photoluminescence spectra of atomically thin semiconductors with graphene

Author: Delphine Lagarde, Takashi Taniguchi, Etienne Lorchat, Xavier Marie, Cedric Robert, Kenji Watanabe, Stéphane Berciaud, Guillaume Froehlicher, Luis E. Parra López, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), 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)-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-17-CE24-0001,VallEx,Ingénierie des propriétés excitoniques, de spin et de vallée dans les hétérostructures de van der Waals(2017), ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), 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)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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, Exciton, Biomedical Engineering, Nanophotonics, FOS: Physical sciences, Bioengineering, 02 engineering and technology, Electroluminescence, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, law, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), Monolayer, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Physics, Condensed Matter - Materials Science, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, business.industry, Graphene, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Heterojunction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Semiconductor, Optoelectronics, 0210 nano-technology, business, Optics (physics.optics), Physics - Optics
Abstract: Atomically thin semiconductors made from transition metal dichalcogenides (TMDs) are model systems for investigations of strong light-matter interactions and applications in nanophotonics, opto-electronics and valley-tronics. However, the photoluminescence spectra of TMD monolayers display a large number of features that are particularly challenging to decipher. On a practical level, monochromatic TMD-based emitters would be beneficial for low-dimensional devices but this challenge is yet to be resolved. Here, we show that graphene, directly stacked onto TMD monolayers enables single and narrow-line photoluminescence arising solely from TMD neutral excitons. This filtering effect stems from complete neutralization of the TMD by graphene combined with selective non-radiative transfer of long-lived excitonic species to graphene. Our approach is applied to four tungsten and molybdenum-based TMDs and establishes TMD/graphene heterostructures as a unique set of opto-electronic building blocks, suitable for electroluminescent systems emitting visible and near-infrared photons at near THz rate with linewidths approaching the lifetime limit., Main manuscript with 5 figures plus supplementary information file (including 9 supplementary sections and 14 supplementary figures)
Published: 2020

17. Giant Stark splitting of an exciton in bilayer MoS$_2$

Author: Takashi Taniguchi, Andrea Balocchi, Delphine Lagarde, Kenji Watanabe, Shivangi Shree, Nadine Leisgang, Cedric Robert, Xavier Marie, Ioannis Paradisanos, Bernhard Urbaszek, Richard J. Warburton, Iann C. Gerber, Lukas Sponfeldner, Optoélectronique Quantique (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), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-CE30-0028,2D-vdW-Spin,Dynamique de Spin et de Valle´e dans les Mate´riaux bidimensionnels de van der Waals(2017)
Subjects: Materials science, Oscillator strength, Exciton, Biomedical Engineering, FOS: Physical sciences, Bioengineering, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Condensed Matter::Materials Science, Electric field, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), Polariton, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND.CM-MSQHE]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect [cond-mat.mes-hall], Condensed Matter::Quantum Gases, Condensed Matter - Materials Science, Condensed matter physics, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, Condensed Matter::Other, Bilayer, Resonance, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Dipole, Electric dipole moment, 0210 nano-technology
Abstract: Transition metal dichalcogenides (TMDs) constitute a versatile platform for atomically thin optoelectronics devices and spin-valley memory applications. In monolayers optical absorption is strong, but the transition energy is not tunable as the neutral exciton has essentially no out-of-plane electric dipole. In contrast, interlayer exciton transitions in heterobilayers are widely tunable in applied electric fields, but their coupling to light is considerably reduced. Here, we show tuning over 120 meV of interlayer excitons with high oscillator strength in bilayer MoS2. These shifts are due to the quantum confined Stark effect, here the electron is localised to one of the layers yet the hole is delocalised across the bilayer. We optically probe the interaction between intra- and interlayer excitons as they are energetically tuned into resonance. This allows studying their mixing supported by beyond standard density functional theory calculations including excitonic effects. In MoS2 trilayers our experiments uncover two types of interlayer excitons with and without in-built electric dipoles, respectively. Highly tunable excitonic transitions with large oscillator strength and in-built dipoles, that lead to considerable exciton-exciton interactions, hold great promise for non-linear optics with polaritons., Comment: final author version
Published: 2020
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18. Internal Temperature Measurements by X-Ray Diffraction on Magnetic Nanoparticles Heated by a High-Frequency Magnetic Field

Author: Faure, Stéphane, Mille, N, Kale, S, Asensio, J.-M, Marbaix, J, Farger, P, Stoian², D, Van Beek², W, Fazzini, Pier-Francesco, Soulantika, Aikaterini, Chaudret, Bruno, Carrey, Julian, 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), Nanomagnétisme (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-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), 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 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)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], magnetic nanoparticles, X-rays diffraction, Local temperature, Quantitative Biology::Cell Behavior, Inductive heating, Synthetic natural gas
Abstract: International audience; There is a theoretical and experimental controversy on the possibility for magnetic nanoparticles (MNPs) heated by high-frequency magnetic fields to reach a temperature much larger than the one of their environments. Here the internal temperature of magnetically heated magnetite MNPs is measured using the temperature dependence of their lattice parameter , and compared to the one of their environments, measured from reference non-magnetic particles. Within the uncertainty of our experimental methods, which is estimated to be below 5°C, the MNP temperature is the same as the one of their environments.
Published: 2020

19. Importance of the decoration in shaped cobalt nanoparticles in the acceptor-less secondary alcohol dehydrogenation

Author: Jean-Yves Piquemal, Arthur Moisset, Kamila Kaźmierczak, Arnaud Viola, Guillaume Viau, Michèle Besson, L. Sicard, Jennifer Peron, Noémie Perret, Carine Michel, Marion Giraud, Raj Kumar Ramamoorthy, Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-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), Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interfaces, Traitements, Organisation et Dynamique des Systèmes (ITODYS (UMR_7086)), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), IRCELYON-C'Durable (CDURABLE), Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon (IRCELYON), 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)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), ANR-15-CE07-0011,TANOPOL,Des nanocatalyseurs sur mesure pour l'oxydation catalytique sélective de poly-alcools(2015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-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)-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), and Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Subjects: Chemistry, Ligand, Nanoparticle, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, Catalysis, 0104 chemical sciences, Turnover number, Metal, chemistry.chemical_compound, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Dehydrogenation, Carboxylate, 0210 nano-technology, Cobalt
Abstract: SSCI-VIDE+CDFA+MBE:NPR; International audience; Metal catalysts are essential in the production of fuels and chemicals. Nonetheless, tailoring the exposed active sites to achieve the maximal theoretical conversion is still a great challenge. In the case of structure-sensitive reactions, such as the attractive acceptor-less alcohol dehydrogenation, playing on the exposed metallic sites appears as an appealing strategy. Still, this approach requires advanced preparation protocols and is even more difficult to implement for supported non-noble metal catalysts which easily undergo sintering. Using the polyol method, we synthesized fourteen different cobalt catalysts, which consist of unsupported shaped nanoparticles stabilized by adsorbed carboxylate ligands. Their shape and the amount of ligands were characterized by combining TEM and TGA-N2 measurements. These catalysts were found to be active in the 2-octanol dehydrogenation conditionally upon an organic layer limited to 1 to 2 monolayers. Moreover, they were fully selective towards the desired ketone and H2. The active catalysts were stable, with no leaching or modification of the shape during the reaction. Periodic DFT computations predict a greater activity of the pristine open-type facet than of the compact one, but this is not confirmed experimentally with no clear correlation between the activity expressed in turnover number and the amount of a given type of site as quantified by TEM. Further modeling including the organic layer shows that the presence of ligands reduces the sensitivity to the metallic structure. Nonetheless, these ligands generate a catalytic pocket, similar to the one found in enzymes, that interacts with the alcohol substrate through H-bonding. This pocket is the most adapted to the alcohol dehydrogenation on the open-type facet, which is mainly exposed on rods. This detailed understanding paves the way to an improved design of bespoke unsupported catalysts considering simultaneously the structure and the nature of the ligand.
Published: 2020

20. Hydrogen isotope exchange catalyzed by Ru nanocatalysts: labelling of complex molecules containing N-heterocycles and reaction mechanism insights

Author: Pfeifer, Viktor, Certiat, Marie, Bouzouita, Donia, Palazzolo, Alberto, Garcia‐Argote, Sébastien, Marcon, Elodie, Buisson, David‐Alexandre, Lesot, Philippe, Maron, Laurent, Chaudret, Bruno, Tricard, Simon, del Rosal, Iker, Poteau, Romuald, Feuillastre, Sophie, Pieters, Grégory, 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), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HPCs CALcul en MIdiPyrénées (CALMIP-OLYMPE, grant P1415), The Grand Equipement National de Calcul Intensif (GENCI-TGCC, grant 6211), European Project: 675071,H2020,H2020-MSCA-ITN-2015,ISOTOPICS(2016), 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, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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 Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), We acknowledge HPCs CALcul en MIdiPyrénées (CALMIP-OLYMPE, grant P1415) and the Grand Equipement National de Calcul Intensif (GENCI-TGCC, grant 6211) for generous allocations of computer time., 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), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Heterogeneous catalysis, Full Paper, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Imidazoles, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, Full Papers, nanocatalysis, Deuterium, Tritium, Catalysis, Ruthenium, Heterocyclic Compounds, Deuteration, [CHIM]Chemical Sciences, N-heterocyclic carbenes, C−H Activation, hydrogen isotopic exchange, Isotopic exchange, C-H activation, [CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry, Hydrogen
Abstract: Ruthenium nanocatalysis can provide effective deuteration and tritiation of oxazole, imidazole, triazole and carbazole substructures in complex molecules using D2 or T2 gas as isotopic sources. Depending on the substructure considered, this approach does not only represent a significant step forward in practice, with notably higher isotope uptakes, a broader substrate scope and a higher solvent applicability compared to existing procedures, but also the unique way to label important heterocycles using hydrogen isotope exchange. In terms of applications, the high incorporation of deuterium atoms, allows the synthesis of internal standards for LC‐MS quantification. Moreover, the efficacy of the catalyst permits, even under subatmospheric pressure of T2 gas, the preparation of complex radiolabeled drugs owning high molar activities. From a fundamental point of view, a detailed DFT‐based mechanistic study identifying undisclosed key intermediates, allowed a deeper understanding of C−H (and N−H) activation processes occurring at the surface of metallic nanoclusters., Ruthenium nanocatalysis can provide effective deuteration and tritiation of oxazole, imidazole, triazole and carbazole substructures in complex molecules using D2 or T2 gas as isotopic sources. In terms of application, the high incorporation of deuterium atoms allows the synthesis of deuterated internal standards for LC/MS quantification and the efficacy of the catalytic process permits the preparation of complex radiolabelled drugs owning high specific activities by using a subatmospheric pressure of T2 gas.
Published: 2020

21. Medium effect on Cd3P2 quantum dots photoluminescence and addition of Pt nanoparticles: Inner filter effect and screening phenomena

Author: Céline Nayral, Xavier Marie, Fabien Delpech, Simon Tricard, Benjamin Chekroun, Gaëlle Muraille, Edwin A. Baquero, Bruno Chaudret, Delphine Lagarde, 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), Universidad Nacional de Colombia [Bogotà] (UNAL), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-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), 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 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)
Subjects: Materials science, Photoluminescence, Nanostructure, Biophysics, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Biochemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Quenching (fluorescence), General Chemistry, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Dilution, Full width at half maximum, Wavelength, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Quantum dot, Chemical physics, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Filter effect, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The formation of complex nanostructures combining quantum dots (QDs) and metallic nanoparticles (NPs) opens new perspectives to study and control energy transfer between them, provided that all the phenomena (reabsorption, screening and quenching effect) potentially affecting the photoluminescence (PL) of QDs could be identified and differentiated. First, dilution effect is studied on Cd3P2 QDs and Cd3P2@ZnS core-shell QDs solutions. The full width at half maximum, the intensity and the emission wavelength are concentration-dependent, while the decay time of PL remains constant in the conditions of measurement. These effects are shown to be fully consistent with the so-called Inner Filter Effect. The addition of Pt NPs to the QD solution causes a clear decrease of the PL intensity which could be attributed to a screening of the emission of QDs by Pt NPs instead of a possible quenching due to an interaction between the two kinds of particles. Potential bias and experimental pitfalls are highlighted to avoid misleading PL interpretations.
Published: 2020
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22. Activation of SO2 by [Zn(Cp)2] and [(Cp)ZnI–ZnI(Cp*)]

Author: Carlos Alvarez Lamsfus, Neda Kazeminejad, Peter W. Roesky, Rory P. Kelly, Laurent Maron, Institute of Inorganic Chemistry, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 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), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-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), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 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 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)
Subjects: 010405 organic chemistry, Lability, Chemistry, Thermal decomposition, Metals and Alloys, General Chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Medicinal chemistry, Catalysis, 3. Good health, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Materials Chemistry, Ceramics and Composites, [CHIM]Chemical Sciences, Reactivity (chemistry)
Abstract: International audience; Interesting reactivity was observed in reactions of SO2 with [Zn(Cp*)2] and [(Cp*)ZnI–ZnI(Cp*)]. These reactions proceeded with insertion of SO2 into the Zn–C bonds. Spectacularly, the lability of the C–S bond in the O2SCp* ligands led to the thermal decomposition of [Zn(O2SCp*)2(tmeda)] to afford [Zn2(μ-SO3)(μ-S2O4)(tmeda)2].
Published: 2016

23. FORC signatures and switching-field distributions of dipolar coupled nanowire-based hysterons

Author: A. Pierrot, Thomas Blon, Fanny Béron, 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), Instituto de Fisica 'Gleb Wataghin' (INSTITUTO DE FISICA 'GLEB WATAGHIN'), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidade Estadual de Campinas = University of Campinas (UNICAMP), and ANR-17-EURE-0009,NanoX,Science et Ingénierie à l'Echelle Nano(2017)
Subjects: 010302 applied physics, Physics, Condensed matter physics, Field (physics), Nanowire, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Nanomagnet, Dipole, Mean field theory, 0103 physical sciences, Log-normal distribution, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology, Nanopillar
Abstract: Analysis of first-order reversal curves (FORCs) is a powerful tool to probe irreversible switching events in nanomagnet assemblies. As in essence switching events are related to the intrinsic properties of the constituents and their interactions, the resulting FORC diagrams contain much information that can be cross-linked and complex to deconvolute. In order to quantify the relevant parameters that drive the FORC diagrams of arrays of perpendicularly magnetized nanomagnets, we present step-by-step simulations of assemblies of hysterons to determine the specific signatures related to different known inputs. While we explored the consequences of dipolar interactions using either mean field or magnetostatic approaches, we completed by taking the hysteron switching field distribution (SFD) as either normal or lognormal. We demonstrated that the transition between FORC diagrams composed of an isolated interaction field distribution (IFD) and a wishbone shape operates via the SFD deviation, σ H s w, in the presence of a weakly dispersed interaction field. In the presence of a magnetostatic interaction field, the IFD profile is peaked and a coercive field distribution (CFD) sums to the IFD as σ H s w increases. A transition between IFD + CFD and wishbone shapes is clearly demonstrated as a function of the interaction field deviation σ H i n t. In addition, we demonstrate that whatever the considered cases, σ H s wcan be quantitatively extracted from the FORC diagrams within an error inferior to 10%. These findings are of interest for dipolar coupled perpendicularly magnetized nanomagnets, as in assemblies of magnetic nanowires and nanopillars, as well as bit patterned media.
Published: 2020

24. A case study of proton shuttling in palladium catalysis

Author: Christos E. Kefalidis, Blanca Martin-Vaca, Didier Bourissou, Laurent Maron, Julien Monot, Noel Ángel Espinosa-Jalapa, Paul Brunel, Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée (LHFA), 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 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), 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), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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 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), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: chemistry.chemical_classification, 010405 organic chemistry, Carboxylic acid, Alkyne, General Chemistry, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, 0104 chemical sciences, Pincer movement, Catalysis, Cycloisomerization, chemistry, Nucleophile, [CHIM]Chemical Sciences, Protonolysis, Pincer ligand
Abstract: International audience; The mechanism of alkynoic acid cycloisomerization with SCS indenediide Pd pincer complexes has been investigated experimentally and computationally. These studies confirmed the cooperation between the Pd center and the backbone of the pincer ligand, and revealed the involvement of a second molecule of substrate. It acts as a proton shuttle in the activation of the acid, it directs the nucleophilic attack of the carboxylic acid on the p-coordinated alkyne and it relays the protonolysis of the resulting vinyl Pd species. A variety of H-bond donors have been evaluated as external additives, and polyols featuring proximal hydroxyl groups, in particular catechol derivatives, led to significant catalytic enhancement. The impact of 4-nitrocatechol and 1,2,3-benzenetriol is particularly striking on challenging substrates such as internal 4-and 5-alkynoic acids. Endo/exo selectivities up to 7.3/1 and 60-fold increase in reactivity were achieved.
Published: 2016

25. Small Changes Have Consequences: Lessons from Tetrabenzyltitanium and -zirconium Surface Organometallic Chemistry

Author: Laurent Maron, Benoît Macqueron, Christophe Boisson, Mostafa Taoufik, Kai C. Szeto, Iker del Rosal, Nicolas Popoff, Olivier Boyron, Régis M. Gauvin, Aimery De Mallmann, Jeff Espinas, Jérémie D. A. Pelletier, Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie, Catalyse, Polymères et Procédés, R 5265 (C2P2), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS), Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-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)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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), 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), Université de Toulouse (UT)-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 d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: zirconium, chemistry.chemical_element, surface chemistry, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, Catalysis, chemistry.chemical_compound, Polymer chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, titanium, Homoleptic, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Organometallic chemistry, Zirconium, Extended X-ray absorption fine structure, 010405 organic chemistry, Organic Chemistry, General Chemistry, 0104 chemical sciences, Silanol, surgical procedures, operative, Polymerization, chemistry, polymerization, density functional calculations, Selectivity, Titanium
Abstract: Homoleptic benzyl derivatives of titanium and zirconium have been grafted onto silica that was dehydroxylated at 200 and 700 °C, thereby affording bi-grafted and mono-grafted single-site species, respectively, as shown by a combination of experimental techniques (IR, MAS NMR, EXAFS, and elemental analysis) and theoretical calculations. Marked differences between these compounds and their neopentyl analogues are discussed and rationalized by using DFT. These differences were assigned to the selectivity of the grafting process, which, depending on the structure of the molecular precursors, led to different outcomes in terms of the mono- versus bi-grafted species for the same surface concentration of silanol species. The benzylzirconium derivatives were active towards ethylene polymerization in the absence of an activator and the bi-grafted species displayed higher activity than their mono-grafted analogues. In contrast, the benzyltitanium and neopentylzirconium counterparts were not active under similar reaction conditions.
Published: 2012

26. Chemoselectivity in σ bond activation by lanthanocene complexes from a DFT perspective: reactions of Cp2LnR (R = CH3, H, SiH3) with SiH4and CH3–SiH3

Author: Odile Eisenstein, Laurent Maron, Lionel Perrin, Laboratoire de structure et de dynamique des systèmes moléculaires et solides (LSDSMS), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation Physique et Chimique (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)-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 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), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Lanthanide, Silylation, 010405 organic chemistry, Chemistry, General Chemistry, Activation energy, 010402 general chemistry, Photochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Catalysis, 0104 chemical sciences, Gibbs free energy, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Metal, symbols.namesake, Crystallography, visual_art, Atom, Materials Chemistry, symbols, visual_art.visual_art_medium, Salt metathesis reaction, Chemoselectivity
Abstract: International audience; The pathways for the s bond metathesis reactions between Cp2LnCH3 and SiH4 to give either Cp2LnSiH3 and CH4 (CH3/SiH3 exchange) or Cp2LnH and H3C-SiH3 (Si-C coupling) have been studied using DFT(B3PW91) calculations. It is shown that the nature of the lanthanide atom has essentially no influence on the free enthalpy profile. All reactions that could occur between H3C-SiH3, formed from the reaction between the initial reagents (Cp2LnCH3 and SiH4), and the lanthanocene complexes (Cp2LnH or Cp2LnSiH3), have been then studied for La only. The activation of the Si-H bond is preferred over that of Si-C or C-H bonds. In addition, in the reaction of Cp2LaH with SiH3CH3, the silyl group favours the formation of the C-bonded alkylsilyl complex. The activation of the Si-H bond is not selective, i.e. Si can be at either the a or b sites, with respect to the metal center, in the 4-center transition state. The reaction between Cp2LaSiH3 and SiH4 is preferentially the exchange of SiH3 groups over the Si-Si coupling, mostly for thermodynamic reasons. The Si-Si coupling is however not strongly disfavoured by thermodynamics and has an accessible activation energy.
Published: 2007

27. High-fidelity biexciton generation in quantum dots by chirped laser pulses

Author: Thierry Amand, Arunangshu Debnath, Béatrice Chatel, Christoph Meier, Théorie (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), 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)-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 Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Femto (LCAR), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut 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)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Optimal design, Photon, 02 engineering and technology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Computational physics, law.invention, Quantum beats, High fidelity, Quantum dot, law, Quantum mechanics, 0103 physical sciences, Quantum-optical spectroscopy, 010306 general physics, 0210 nano-technology, PACS: 73.21.La, 78.67.Hc, 78.47.jm, Biexciton
Abstract: International audience; We present a detailed theoretical analysis of biexciton state generation in InAs-GaAs quantum dots by strong, chirped laser pulses. Specifically, we derive an accurate analytical expression, which not only provides a clear physical picture of the process, but also allows identifications of laser parameter regimes where efficient biexciton generation should be possible, even at temperatures up to 80 K. The results are confirmed by numerical simulations, in very good agreement with the model proposed. A clear choice of parameters is proposed, which might pave the way towards the optimal design of high-fidelity sources of entangled photon pairs based on individual quantum dots
Published: 2013

28. Intégration et mesures de magnéto-transport de nano-objets magnétiques obtenus par voie chimique

Author: Dugay, Julien, Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INSA de Toulouse, Julian CARREY(julian.carrey@insa-toulouse.fr), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 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), 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: dielectrophoresis, Coulomb blockade, blocage de Coulomb, dip coating, composés à transition de spin, magnétoresistance, Magnetic nano-objects, synthèse chimique, spin crossover compounds, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], chemical synthesis, Nano-objets magnétiques, diélectrophorèse
Abstract: The study of charge transport in metallic and magnetic nano-objects chemically synthesized is a challenge in spintronic. Particularly, the lack of experimental results reveals the difficulty in locating such nano-objects in between electrodes while preserving their good properties. This thesis aims to overcome these difficulties in order to study the magnetotransport in such systems. Therefore, we have designed and developed technical processes which induce the self-assembly of the nano-objects inside a glove box-sputtering system. After studying the mechanisms involved in the self-assembly obtained by dip coating, we succeeded to deposit monolayers of nanoparticles (NPs) of different materials (FeCo, Fe, Co) on gold surfaces, SiO2 and thin resin film (40 nm). These results, coupled with a nanoindentation technique allows us to measure a few or a unique NP(s). Another technique, called dielectrophoresis, has been proved to be a simple and versatile way to trap (and align) nano-objects with different (aspect ratio), size, nature, and shape in between the electrodes. Thanks to this technique and the deposit of a protective capping layer of alumina, we studied the magnetotransport properties of a large number of nano-objects sensitive to oxidation or humidity: Fe, Co, FeCo and [Fe(H-trz)2(trz)](BF4)] (spin crossover compounds). Three sets of organic tunnel barriers surrounding different Fe NPs presented tunnel magnetoresistance up to room temperature. Moreover, [Fe(H-trz)2(trz)](BF4)] nano-objects with different aspect ratio, highlighted a change in conductance connected to the spin transition. Finally, we validated our ligands exchange methods by studying the influence of the ligands length on the conduction properties of Co NPs, which have been analyzed quantitatively. Our works demonstrate the possibility to use the chemical NPs in different fields of spintronics.; L'étude du transport électronique dans des nano-objets métalliques et magnétiques issus de la chimie est un challenge en spintronique. En particulier, le manque de résultats expérimentaux révèle la difficulté à positionner ces nano-objets entre des électrodes de mesures tout en préservant leurs propriétés (magnétisme, intégrité des barrières tunnel organiques...). Ce travail de thèse vise à contourner ces difficultés et à étudier le magnétotransport dans ces systèmes. Pour cela, nous avons conçu et développé à l'intérieur d'une boîte à gants couplée à un bâti de pulvérisation cathodique des systèmes expérimentaux d'assemblages de nano-objets. Nous avons étudié les mécanismes mis en jeu lors de l'assemblage par la technique de dip coating, et réussi à déposer des monocouches de nanoparticules (NPs) de natures différentes (FeCo, Fe, Co) sur des surfaces d'Au, de SiO2 et de résine fine (40 nm). Ces résultats, couplés à une technique de nanoindentation, ont permis de mesurer quelques - voire une- NP(s). Une autre technique, la diélectrophorèse, s'est révélée simple et efficace pour piéger et orienter des nano-objets de taille, de nature, et de forme différentes entre des électrodes. Grâce à cette technique et au dépôt d'une couche protectrice d'alumine, nous avons étudié les propriétés de magnétotransport de plusieurs types de nano-objets sensibles à l'oxydation ou à la vapeur d'eau: NPs de Fe, de Co, FeCo et [Fe(H-trz)2(trz)](BF4)] (composés à transition de spin). Trois jeux de barrières tunnel organiques greffés sur des NPs de fer ont présenté de la magnétorésistance tunnel jusqu'à température ambiante. De plus, des nano-objets de [Fe(H-trz)2(trz)](BF4)] de facteurs de forme variable, ont montré une variation de la conductance liée à la transition de spin. Enfin, nous avons étudié l'influence de la longueur des ligands sur les propriétés de conductions de NPs de Cobalt, qui a validé nos méthodes d'échange de ligands et ont pu être analysées quantitativement. Nos travaux rendent désormais envisageable l'utilisation de NPs issues de la chimie dans différents domaines de la spintronique.
Published: 2012

29. Chirped laser excitation of quantum dot excitons coupled to a phonon bath

Author: Christoph Meier, Béatrice Chatel, Arunangshu Debnath, Thierry Amand, Théorie (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), 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)-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 Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Femto (LCAR), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut 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)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Condensed matter physics, Phonon, Exciton, 02 engineering and technology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Pulse (physics), Quantum beats, law, Quantum dot, 0103 physical sciences, Atomic physics, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Adiabatic process, PACS: 73.21.La, 78.67.Hc, 78.47.jm, Excitation
Abstract: International audience; Motivated by recent experimental results, we present a detailed account of adiabatic population transfer in InGaAs/GaAs quantum dots by strong chirped laser pulses. Specifically, numerical simulations in very good agreement with experimental results allow for a clear physical picture of this process. An analytical expression is developed, which is used to analyze the strong-field adiabatic population transfer in the presence of the phonon environment. Optimal pulse parameters to achieve robust population transfer at temperatures as high as 80 K are identified and are confirmed by numerical simulations.
Published: 2012

30. Tuning complex shapes in platinum nanoparticles: from cubic dendrites to fivefold stars

Author: Sébastien Lachaize, Guillaume Viau, Etienne Snoeck, Raul Arenal, Thomas Blon, Cécile Garcia, Lise-Marie Lacroix, Christophe Gatel, Bénédicte Warot-Fonrose, Bruno Chaudret, 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)-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 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), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Nanomagnétisme (LPCNO), 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), 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), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-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)
Subjects: Nanostructure, Chemistry, 010405 organic chemistry, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, Crystal growth, 02 engineering and technology, General Chemistry, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, Platinum nanoparticles, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, 0104 chemical sciences, Stars, [CHIM]Chemical Sciences, 0210 nano-technology, Platinum, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2011

31. DFT investigations on the ring-opening polymerization of cyclic carbonates catalyzed by zinc-{β-diiminate} complexes

Author: Sophie M. Guillaume, Laurent Maron, Jean-François Carpentier, Pierre Brignou, Iker del Rosal, Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), 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 de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-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)
Subjects: Exergonic reaction, Reaction mechanism, Polymers and Plastics, 010405 organic chemistry, Organic Chemistry, Bioengineering, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Ring-opening polymerization, Transition state, 0104 chemical sciences, Catalysis, chemistry.chemical_compound, chemistry, Nucleophile, Benzyl alcohol, Polymer chemistry, Alkoxide, Organic chemistry
Abstract: International audience; The ring-opening polymerizations of trimethylene (TMC) and tetramethylene (7CC) carbonates using [(BDIiPr)Zn(N(SiMe3)2)] (BDIiPr = 2-((2,6-diisopropylphenyl)amido)-4-((2,6-diisopropylphenyl)-imino)-2-pentene) as catalyst precursor, in the presence of benzyl alcohol (BnOH) as co-initiator, have been investigated by means of density functional theory (DFT) calculations. This computational study highlights that the zinc-amido precursor is by itself a poor catalyst whereas the alkoxide analogue, obtained upon alcoholysis of the Zn-N bond by BnOH, is very active. For both TMC and 7CC, the initiation and the first propagation steps have been computed. In each case, the reaction proceeds via two transition states, involving nucleophilic attack of the alkoxide group followed by the ring-opening of the cyclic carbonates. Thus TMC and 7CC undergo a similar ROP process with accessible energy barriers. The analysis of the reaction mechanisms and energy profiles indicates that the relaxation of the growing polymer chain is an important feature, making the overall reaction exergonic (7CC) or athermic (TMC). This exothermicity difference predicts that 7CC is slightly more easily polymerizable than TMC, which is consistent with what is already known in the case of six- and seven-membered related lactones and previous experimental investigations on TMC and 7CC.
Published: 2011

32. Optical and spin coherence of excitons in zinc-blende GaN

Author: H. Mariette, S. Founta, Pierre Gilliot, Olivier Crégut, Thierry Amand, Delphine Lagarde, Xavier Marie, Andrea Balocchi, B. Hönerlage, Mathieu Gallart, Christelle Brimont, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-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), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Photoluminescence, III-V semiconductors, excitons, Exciton, Dephasing, General Physics and Astronomy, time resolved spectra, RELAXATION, 02 engineering and technology, Electron, 01 natural sciences, 7. Clean energy, SEMICONDUCTORS, Condensed Matter::Materials Science, 0103 physical sciences, reflectivity, NITRIDE, 010306 general physics, Spectroscopy, Biexciton, Physics, electron spin polarisation, Condensed matter physics, wide band gap semiconductors, Condensed Matter::Other, Exchange interaction, exchange interactions (electron), semiconductor epitaxial layers, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 3. Good health, ELECTRONS, [PHYS.COND.CM-GEN]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Other [cond-mat.other], electron-hole recombination, photoluminescence, Time-resolved spectroscopy, gallium compounds, 0210 nano-technology
Abstract: The carrier recombination processes and the relaxation dynamics of spin-polarized excitons in cubic epitaxial GaN have been investigated by time-resolved photoluminescence and pump-probe spectroscopy experiments. We evidence a very fast exciton spin relaxation tau(S)similar to 0.3 ps that is influenced by both the high defect concentration and the strong electron-hole exchange interaction. Spectral oscillatory features of the transient reflectivity are observed for negative delays that allow us to determine the exciton optical dephasing time T-2.
Published: 2009

33. Linear Uranium Complexes X2UL5 with L=Cyanide, Isocyanate: DFT Evidence for Similarities between Uranyl (X=O) and Uranocene (X=Cp) Derivatives

Author: Colin J. Marsden, Nathalie Iché-Tarrat, Laurent Maron, Noémi Barros, Chimie des éléments d & f (LCPQ), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), 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 de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation Physique et Chimique (LPCNO), Université de Toulouse (UT)-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), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and 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)
Subjects: 010405 organic chemistry, Stereochemistry, Ligand, Chemistry, Isocyanide, Organic Chemistry, General Chemistry, 010402 general chemistry, Uranyl, Cyanate, 01 natural sciences, Isocyanate, Catalysis, 0104 chemical sciences, Crystallography, chemistry.chemical_compound, Uranocene, Isostructural, Metallocene
Abstract: A DFT study of the isostructural compounds [UO 2 L 5 ] n with n=3-5 and linear [Cp 2 UL 5 ] m- with m=1-3 has been carried out for two different anionic ligands. Structurally stable structures are obtained for all systems. The coordination competition between cyanide (CN - ) and isocyanide (NC - ) as well as between cyanate (OCN - ) and isocyanate (NCO - ) has been studied in the uranyl case. A clear preference for cyanide and isocyanate complexes is reported. The coordination of five ligands in the equatorial plane is rationalised by the analysis of the MO diagram of both systems. Moreover, the qualitative comparison of the two MO diagrams shows a high similarity in agreement with the isolobality concept. The existence of linear [Cp 2 UL 5 ] - organometallic U(VI) complexes is thus proposed, as well as the possibility of obtaining complexes of both types for U(VI) and U(V) with OCN - ligands. In addition, the U(IV) linear metallocene is calculated to be stable for the latter ligand.
Published: 2008

34. Room temperature Optical Orientation of Exciton Spin in cubic GaN/AlN quantum dots

Author: Lagarde, D., Balocchi, A., Carrere, H., Renucci, P., Amand, T., Marie, X., Founta, S., Mariette, H., Nanomagnétisme (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC), Institut Néel (NEEL), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Condensed Matter - Other Condensed Matter, Condensed Matter::Materials Science, Condensed Matter - Materials Science, Condensed Matter::Other, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), FOS: Physical sciences, Physics::Optics, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, Other Condensed Matter (cond-mat.other)
Abstract: The optical orientation of the exciton spin in an ensemble of self-organized cubic GaN/AlN quantum dots is studied by time-resolved photoluminescence. Under a polarized quasi-resonant excitation, the luminescence linear polarization exhibits no temporal decay, even at room temperature. This demonstrates the robustness of the exciton spin polarization in these cubic nitride nanostructures, with characteristic decay times longer than 10 ns.
Published: 2007

35. AlGaN-based MQWs emitting at 280nm for vertical cavity surface emitting lasers

Author: Le Gac, G., Li, X., Sundaram, S., El Gmili, Y., Moudakir, T., Disseix, P., Réveret, F., Lagarde, D., Leymarie, J., Bouchoule, S., Patriarche, G., Frederic Genty, Salvestrini, J. -P, Dupuis, R. D., Voss, P. L., Ougazzaden, A., Institut Pascal (IP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national polytechnique Clermont Auvergne (INP Clermont Auvergne), Université Clermont Auvergne (UCA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Georgia Institute of Technology [Lorraine, France], Georgia Tech Lorraine [Metz], Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes (LMOPS), CentraleSupélec-Université de Lorraine (UL), Center for Compound Semiconductors and School of Electrical and Computer Engineering, ANR-11-BS03-0012,VESUVE,LASER A CAVITE VERTICALE EMETTANT PAR LA SURFACE DANS LA GAMME DE L'ULTRA-VIOLET(2011), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-CentraleSupélec-Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-SIGMA Clermont (SIGMA Clermont)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences et matériaux pour l'électronique et d'automatique (LASMEA), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-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)-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 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), 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: [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]
Abstract: International audience; There is currently much research in deep ultraviolet ((DUV: λ

36. A Bayesian approach to luminescent down-conversion

Author: Daniel Suchet, M. Löning, Laurent Lombez, Jean-François Guillemoles, Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (UMR) (IPVF), École polytechnique (X)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-TOTAL FINA ELF-EDF (EDF)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (ITE) (IPVF)-Air Liquide [Siège Social], Optoélectronique Quantique (LPCNO), 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 National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Guillemoles, Jean-François
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Work (thermodynamics), [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], 010304 chemical physics, Computer science, Bayesian probability, Down conversion, General Physics and Astronomy, Function (mathematics), 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Characterization (materials science), Downshifting, [PHYS] Physics [physics], Photon correlation, Range (mathematics), 0103 physical sciences, Electronic engineering, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Physical and Theoretical Chemistry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; Photon conversion embodies a range of promising possibilities in pushing the theoretical Shockley-Queisser efficiency model of classical solar cells. Luminescent downconversion, despite its potential, is held back in practical applications by the difficulty of proper characterization, in no small part because of concurrent luminescent downshifting events. Recent advances have demonstrated the opportunity provided by photon correlation measurement for DC characterization. In this methodological work, we present a general method, based on Bayesian probabilities, for deriving auto-correlation functions analytically. This method is then applied to the five down-conversion mechanisms reported in the literature and successfully tested against numerical simulations. We show that the zero delay auto-correlation function can be the most direct way to demonstrate down-conversion and assess its efficiency. Our analysis offers additionally useful tools for the design of characterization experiments, and emphasizes some universal behavior valid for all reported conversion mechanisms.

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