Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Structure et dynamique des domaines dans les oxydes fonctionnels nanostructurés

Porteurs : M. Hytch (I3EM), S. Schamm-Chardon (MEM)

Participants : C. Magen (LMA Saragosse-TALEM), T. Denneulin

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Objectifs

Trois objectifs principaux motivent cette opération transverse :

Le premier établit clairement la transversalité de l’opération entre les groupes I3EM et MEM. 
I3EM et MEM se nourrissent des avancées menées par rapport aux deuxième et troisième objectifs.

  1. Le développement et adaptation, d’outils de caractérisation en microscopie électronique en transmission pour les couches d’oxydes.

    Les grandeurs que l’on veut mesurer sont, entre autres, la contrainte induite dans les couches, la stœchiométrie, la polarisation électrique. Nous avons pour projet plus spécifique :

    • d’adapter l’analyse GPA pour les systèmes hétérogènes (empilement d’oxyde sur semiconducteur) (échéance 1 an) ;
    • d’automatiser la recombinaison d’images STEM-HAADF à 90° pour le traitement GPA (échéance 18 mois) ;
    • de développer la mesure de la polarisation par les méthodes dans l’espace direct et dans l’espace réciproque (premier papier de faisabilité dans 6 mois et routine dans 2 ans) ;
    • de développer le technique de STEM Moiré pour les couches d’oxydes (3 ans) ;
    • d’approfondir l’approche EELS et l’imagerie HAADF/ABF pour extraire des données relatives à la composition dans les films à l’échelle atomique, cationique et anionique (oxygène), et à la structure électronique (valence cationique).
  2. Le développement des expériences in situ – qualification du comportement des domaines sous sollicitation jusqu’à la quantification.

    Si la mise au point de la préparation de la lame mince avec contactage et la démonstration de la faisabilité a été réalisée (T. Denneulin), il reste à réfléchir et mettre en œuvre des actions pour rendre plus quantitative l’interprétation de ces expériences (cinétique de transformation des domaines, mesure de la contrainte par DFEH, effet de la température, échéance à 5 ans).

  3. Développer des collaborations extérieures pour aller du matériau vers le dispositif

    C’est notamment pour cet objectif que nous souhaitons travailler sur des objets (patternés) nanostructurés. En plus de l’intérêt fondamental que revêt le passage aux petites dimensions d’empilements hétérogènes (effets d’interfaces et de surface), c’est en allant dans cette voie que nous pourrons intéresser des collègues proches de l’application potentielle (mise en place sur 2 ans).

 

Pour mettre en œuvre ces objectifs, nous utiliserons essentiellement le service de préparation de lame mince (essentiellement le FIB), les microscopes Tecnai et I2TEM

 

Les soutiens sont :

- Contrat post-doctoral CNRS-INP de T. Denneulin (jusqu’à juin 2017) ;

- EMPR NANOSTRAIN, EMPIR « ADVENT » (démarrage 2017)