Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Laboratoire de Physico-Chimie de l'Etat Solide - LPCES

Les recherches effectuées suivent une approche principalement fondamentale tout en relevant d’objectifs à finalité appliquée. L'étude de l'élaboration et de la caractérisation de matériaux à l'état solide, métaux, alliages métalliques et oxydes, constitue une spécificité de notre équipe. Les matériaux auxquels nous nous intéressons présentent des degrés d'organisation extrêmement variables allant du verre jusqu'au monocristal en passant par diverses formes polycristallines. Ces recherches bénéficient de soutiens contractuels, publics, privés ou européens et font l’objet de collaborations fortes avec des partenaires de réputation internationale. Elles s'articulent autour de quatre thèmes principaux :

  • Cristallogénèse et physico-chimie des oxydes.
  • Recristallisation, microstructure et texture / simulation.
  • Matériaux avancés pour la photonique.
  •  Hydrogène / énergie.

 

Le premier thème - cristallogénèse et physico-chimie des oxydes - regroupe l’ensemble des  recherches portant sur la synthèse, la cristallogénèse et la caractérisation d'oxydes à propriétés remarquables. A côté des oxydes supraconducteurs ou magnétorésistifs qui ont été l'objet de recherches intenses et fructueuses depuis près de 20 ans, nos travaux portent également, d'une part, sur des familles objet d'un intérêt plus récent tels que les matériaux multiferroïques ou les oxydes magnétiques frustrés, et d'autre part, sur des oxydes plus usuels tels que la magnétite dont certains aspects restent à explorer. Les travaux entrepris ont pour but de relier les propriétés fonctionnelles des oxydes étudiés aux caractéristiques microscopiques dont elles résultent.

Le deuxième thème – recristallisation, microstructure et texture / simulation - concerne l’étude des mécanismes élémentaires gouvernant l’évolution de la microstructure de métaux et d’alliages métalliques au cours des processus de recristallisation. Ces recherches sont développées principalement selon trois axes portant respectivement sur la recristallisation primaire, la recristallisation dynamique et la croissance de grains qui sont abordées simultanément par le biais d’analyses expérimentales et numériques.

Le troisième thème – matériaux avancés pour la photonique – se rapporte à l’étude des effets produits dans les matériaux à base de silice par des irradiations laser UV, des faisceaux électroniques ou des lasers femtosecondes ainsi qu’à celle de la synthèse de cristaux photoniques par auto-assemblage haute température. Ces activités de recherche allient des aspects fondamentaux à des aspects plus appliqués ayant pour objectif leur valorisation et permettant de développer un rôle d’expert vis à vis d’applications industrielles :

Le quatrième thème – hydrogène / énergie – a pour objet des recherches concernant (i) la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau ; (ii) la purification par perméation gazeuse à travers des membranes métalliques; (iii) le stockage, transport et distribution de l’hydrogène sous forme d’hydrures métalliques ; (iv) la co-génération chaleur-électricité à l’aide de piles à combustible H2/O2 ; (v) les systèmes électrolyseur-pile réversibles ; (vi) le stockage de l’électricité dans les accumulateurs électrochimiques de type Li-ion.