Caractérisation à l’échelle nanométrique
La caractérisation des matériaux à l’échelle nanométrique nécessite des techniques permettant de sonder leurs propriétés physico-chimiques avec une grande précision. Nos chercheurs utilisent une variété d’instruments qui fournissent des informations sur la structure atomique, les défauts, la microstructure, la déformation et l’environnement chimique, électrique, optique et magnétique local.
L’équipement spécialisé développé dans notre institut est utilisé en combinaison avec la plate-forme de microscopie électronique de l’EPFL (CIME) et les installations de rayons X et de neutrons du PSI. Une partie de l’instrumentation unique comprend également un cryo-microscope à force de piézo-réponse (PFM) qui permet l’imagerie et les mesures quantitatives des structures de domaines ferroélectriques à basse température, et un outil quantitatif de cathodoluminescence (CL) pour étudier l’influence de différents types de défauts sur l’émission optique des matériaux semi-conducteurs à l’échelle du nanomètre.
Les expériences in situ permettant de sonder de manière dynamique la fonctionnalité des matériaux présentent un intérêt particulier. Des essais mécaniques in situ pour les mesures de déformation sont en cours de développement pour étudier l’activité de glissement dans l’acier inoxydable austénitique métastable pendant la déformation. En outre, les techniques de microscopie électronique à transmission in situ sont optimisées pour comprendre comment les propriétés des nanomatériaux sont affectées par les changements de température, de champ électrique et d’environnement gazeux et/ou liquide.
Principaux thèmes de recherche
- Transformations de phase et reconstruction de la surface des oxydes fonctionnels
- Dégradation des batteries lithium-ion par des méthodes électrochimiques in situ
- Électrocatalyse in situ
- Déformation mécanique in situ des aciers
- Auto-assemblage de matériaux 2D
- Structure du domaine ferroélectrique à différentes températures
- Propriétés optiques des matériaux semi-conducteurs