é 8. Faits d’actualité - Institut des NanoSciences de Paris
 
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Faits d’actualité

Cette rubrique a pour vocation de mettre en exergue tous les mois une à deux actualités émanant des équipes de recherche de l’INSP.




mars 2018
De l’origine controversée des états de défauts dans la bande interdite du dioxyde de titane

Déjà utilisé dans les vitrages auto-nettoyants ou les cellules solaires à colorants, le dioxyde de titane TiO2 sous irradiation lumineuse est un matériau prometteur pour la purification de l’air et de l’eau ou pour la production d’hydrogène par « water splitting ». Ses propriétés photo-catalytiques particulières sont intimement liées aux électrons, dits en excès, produits par l’absorption d’un photon ou par une sous-stœchiométrie. Dans le cas de la forme réduite TiO2-x, les lacunes d’oxygène ou les atomes de titane interstitiels, très étudiés sur la face (110) du polymorphe rutile, jouent un rôle primordial. De façon apparemment antinomique, en raison de la distorsion polaronique induite, les électrons en excès associés contribuent à la conductivité du matériau et à l’apparition d’un état dans la bande interdite vu en photoémission. Mais jusqu’à présent, la réelle contribution des atomes interstitiels à cet état restait plus que controversée. Pour aborder cette question fondamentale pour ce matériau, des chercheurs de l’équipe « Oxydes en basses dimensions » l’INSP ont utilisé la spectroscopie de pertes d’énergie d’électrons à haute-résolution, une technique devenue bien rare…


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février 2018
Mesurer les excitations magnétiques d’un cristal magnonique

Dans un matériau ferromagnétique, une excitation peut produire un mouvement de précession des moments magnétiques à des fréquences supérieures au GHz. Cette excitation peut être de la lumière (diffusion Brillouin), électromagnétique (résonance ferromagnétique), électrique (transfert de spin) ou acoustique. Lors de la précession, les moments magnétiques peuvent bouger en phase (vecteur d’onde k=0) ou avec un certain déphasage (vecteur d’onde k≠0). Dans ce dernier cas, on parle d’ondes de spin. Les physiciens s’intéressent depuis peu à la propagation des ondes de spin dans des cristaux magnoniques (analogues aux cristaux photoniques mais présentant une configuration magnétique périodique) pour des applications dans le transport et le traitement de l’information.

Des membres de l’équipe « Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces » de l’INSP ont réalisé une étude complète de la dynamique de l’aimantation d’une couche mince de fer implantée d’atomes d’azote qui présente, naturellement, une configuration magnétique périodique et très ordonnée, typique des cristaux magnoniques (Figure 1). Elle porte sur les excitations magnétiques de ce système périodique en fonction du champ magnétique externe à k=0. L’intérêt de cette étude, menée par diffusion Brillouin (en collaboration avec l’université de Pérouse), Résonance Ferromagnétique large-bande (INSP) et par simulations micromagnétiques (Mumax3, INSP) est double : la distribution spatiale des modes excités est étudiée en détail et la sensibilité des techniques expérimentales est discutée à l’aide de règles de sélection. Ce dernier point, très général, permet de mieux profiter de la complémentarité des méthodes spectroscopiques pour appréhender la dynamique des cristaux magnoniques.


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janvier 2018
Les nanoparticules laissent leur empreinte dans les opales

Les nanoparticules sont utilisées dans de nombreux produits manufacturés et sont abondamment rejetées dans l’environnement. Or, on leur soupçonne des effets toxiques sur les écosystèmes et l’être humain. La détection sensible et sélective des nanoparticules est donc un défi environnemental et de santé. C’est dans ce contexte que l’équipe Nanostructures et optique de l’INSP, en collaboration avec des chimistes du Laboratoire ITODYS, a développé un capteur optique de nanoparticules alliant sensibilité et sélectivité en taille et chimie de surface. Avantage supplémentaire, la synthèse, simple et peu couteuse, est basée sur des techniques de chimie douce. L’originalité de ce capteur est d’associer pour la première fois les concepts de cristal photonique et de polymère à empreinte de nanoparticules.


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