ORGANISATION La gouvernance est assurée par un bureau exécutif, plus des responsables de thématiques Bureau Directeur :
P. Alnot Thématiques
THEMATIQUES
1- Electronique de spin et nanomagnétisme L'électronique
de spin est apparue en 1988, avec la découverte de la magnéto-résistance
géante. Depuis, le transport polarisé en spin a été
étudié dans de nombreux systèmes hybrides comprenant
des couches minces ferromagnétiques. Dans ce cadre, les recherches
menées sur l’électronique de spin revêt à
la fois un aspect fondamental et appliqué avec une ouverture
vers d’autres laboratoires et des partenariats avec des industriels.
D’un point de vue appliqué, des capteurs, transistors à
gain variable et cellule élémentaire de mémoire
non volatile ont pu être réalisés. D’un point
de vue plus fondamental, il s’agit de comprendre le transport
de courants de spin dans des structures à barrières multiples
avec des effets de l’aimantation sur le courant (filtrage, précession
de spin) ou des effets du courant sur l’aimantation (spin-torque). Cela
ne peut pas se faire sans connaître les propriétés
magnétiques des matériaux debasse dimensionnalité.
Les évolutions prévisibles des technologies de l’information
impliquent la maîtrise de l’élaboration d’objets
magnétiques de dimension nettement submicronique ainsi que le
contrôle de leurs propriétés pour des fréquences
de fonctionnement dépassant le gigahertz. Lorsque la dimension
latérale des échantillons est inférieure à
certaines longueurs caractéristiques (par exemple largeur des
parois de domaine :10-100 nm), des effets physiques nouveaux apparaissent
: retournement d’aimantation de type curling, quantification de
conductance, etc… Les projets d’études scientifiques
concernent principalement les propriétés magnétiques,
de transport et la dynamique du retournement de l’aimantation
de ces systèmes. L’accent sera mis sur les propriétés
d’objets isolés : transport électronique par micro-contacts,
microscopie à force magnétique et magnéto-optique
sous faisceau focalisé. Mots clef : magnétisme moléculaire, autoorganisation de réseaux 1D, 2D ou 3D d'agrégats, objets magnétiques de dimension submicronique, propriétés haute fréquence (supérieure au gigahertz), transport dépendant du spin, mémoire magnétique non volatile, retournement d’aimantation, quantification de conductance dépendante du spin, transport électronique par micro-contacts, microscopie à force magnétique, microscopie magnéto-optique sous faisceau focalisé, modélisation du transport électronique, structure de bandes, couche mince magnétique. Responsables : Eric
Beaurepaire, Eric.beaurepaire@ipcms.u-strasbg.fr
2- Nano-optique et plasmonique L’optique et l’opto-électronique jouent un rôle de plus en plus important dans notre société de l’information. Par conséquence, il y a un besoin grandissant de nouvelles technologies optiques qui permettent d’intégrer plus de composantes fonctionnelles dans un plus petit volume. Plusieurs voies sont en cours d’exploration, la nouvelle optique émergente est appelée nano-optique ou nano-photonique pour souligner sa capacité à interagir avec la matière au niveau submicrométrique et nanométrique. Parmi les grands axes de cette nano-optique, on peut citer la plasmonique qui exploite les résonances électroniques entre le champ lumineux et la matière, les cristaux photoniques et les BIP, enfin dans le cas du Grand Est les nanosondes optiques utilisées en champ proche optique. Mots
clef : nano-optique, nano-photonique, interaction rayonnement
-matière au niveau submicrométrique et nanométrique,
résonances électroniques, les cristaux photoniques et
les BIP, nanosondes optiques utilisées en champ proche optique.
Jean-Yves Bigot, Jean-Yves.Bigot@ipcms.u-strasbg.fr
3- Nano-objets et matériaux nanostructurés moléculaires, macromoléculaires et supramoléculaires Ce
thème comprend à la fois des études théoriques
et des approches expérimentales sur l’élaboration
et la caractérisation de nano-objets. Dans le Grand Est, il se
dégage clairement une activité très forte de chimie
dans la fabrication d’objets nanométriques dans une approche
de type bottom up. Parmi les nano-objet, on peut compter les matériaux
carbonés, moléculaires et supramoléculaires. Le
développement de nanomatériaux à partir de la chimie
supramoléculaire et des polymères doit permettre l’émergence
de fonctionnalités contrôlées, telles que la reconnaissance
moléculaire, l’auto-assemblage ou encore les propriétés
de transport à l’échelle de la molécule.
L’originalité de cette démarche est d’offrir
une approche “ d’autofabrication ” de nanoobjets de
type bottom-up constituant une alternative et une complémentarité
aux voies de nano-fabrication et de nano-manipulation utilisées
en physique, de type top-down. Mots clef : nanotubes de carbone, matériau moléculaire unidimensionnel nanométrique, auto-assemblage, anisotropie des propriétés de conductivité thermique, électrique, propriétés mécaniques, chimiques, semi-conductrices, capteurs de gaz. réseaux orientés, CVD activés (plasmas de décharge ou microondes, filaments chauds, etc…), chimie supramoléculaire et des polymères, reconnaissance moléculaire, propriétés de transport à l’échelle de la molécule, nano-manipulation. Responsables : Gero
Decher, Decher@cerbere.u-strasbg.fr
4- Microsystèmes et Nanosystèmes Parmi les grands domaines physiques s’intéressant à la nanotechnologie dans une approche fondamentale, l’électronique poussée par des motivations en grande partie économique a été la première à s’intéresser aux structures électroniques submicrométriques et aujourd’hui résolument nanométriques. Concernant la nanomécanique, son existence est beaucoup plus récente et actuellement, le concept lui-même n’est pas encore complétement arrêté. La nanomécanique possède plusieurs champs d’application : (i) réalisation d’objets mécaniques de dimensions submicrométriques, nanométriques ou moléculaires. Dans cette approche, la nanomécanique est un des domaines clés de la nano-robotique ; (ii) nano-usiner des objets de taille micrométrique avec une précision nanométrique ; (iii) caractériser les propriétés mécaniques des surfaces ou des volumes nanométriques. Avec le développement des MEMS/MOEMS, il est particulièrement important de connaître les limites de validité des théories mécaniques classiques lorsque les dimensions atteignent quelques dizaines de nanomètres voire quelques nanomètres. Particulièrement intéressante, la conception de nano-systèmes requiert des connaissances transdisciplinaires avec par exemple le développement d’une activité en microfluidique et nano-bio-ingéniérie qui recouvre la conception et la réalisation de composants élémentaires permettant le contrôle et la manipulation de liquides vers des systèmes intégrés multi-fonctionnels, des biocapteurs, la fonctionnalisation de substrats, le greffage et le couplage de biomolécules, …. Mots
clef : dispositif SAW, capteur de gaz, capteur de déformation,
onde acoustique de surface, onde acoustique de volume, télécommunication,
couche diamant, matériaux piézoélectriques, nanostéréographie,
nanomécanique, nano-imprint, Omar
Elmazria, Omar.elmazria@lpmi.uhp-nancy.fr
5- Actions transversales - Caractérisation et instrumentation Les laboratoires du Grand Est sont reconnus au niveau national et international pour leur grande maîtrise dans la nanocaractérisation et dans la mise au point d’instruments spécifiques. Dans ce cadre, un aspect important de l’étude des nano-objets réside dans la possibilité de déterminer simultanément leurs propriétés structurales, morphologiques et physiques. A ce titre, le développement d’une instrumentation multitechnique adaptée au monde nanométrique doit être poursuivi : microscopie électronique en transmission/ spectroscopie de pertes d’énergie, spectroscopie tunnel polarisée en spin et à nano-sonde de Hall, AFM/ MEB/ cathodoluminescence sont parmi nos priorités. Les partenaires du Grand Est sont également partie prenante des développements instrumentaux auprès des grands instruments (rayonnement synchrotron et neutrons) qui apportent sur les nano-objets des informations structurales, chimiques, magnétiques ou électroniques irremplaçables et complémentaires aux techniques de laboratoires, grâce à l’utilisation des techniques de diffraction ou de microscopie (microscopies des RX à balayage ou de photoélectrons). Notons
aussi l’existence sur de nombreux sites Grand-EST de microscopes
en champ proche (STM, AFM, Shear force, SNOM, Acoustiques, thermoélastiques).
Ces appareils sont à la fois d’origine commercial et fruit
des recherches pionnières de plusieurs laboratoires de C’Nnano.
Les recherches en nanophotonique et dans bien d’autres domaines
ont un besoin réel de ce type d’instruments qui ont la
faculté d’analyser très finement les topographies,
les distributions électroniques et de force et les champs confinés
au voisinage de ces nouvelles structures. - Nano-fabrication Les instruments de nanofabrication de type « top-down » sont développés et maîtrisés par différents partenaires du PRC : lithographie par faisceaux d’électrons ou d’ions focalisés, nanoimpression… Cette activité est soutenue par la présence d’une Centrale de Nanotechnologie du 1er cercle (MIMENTO-Besançon) et d’une Centrale de Proximité (Nancy-Strasbourg) et relayée par le Pôle de Compétences en Nanosciences du Grand-Est. Cette organisation qui structure la communauté permet à l’ensemble des participants d’accéder à divers outils technologiques . Responsables : Carmelo Pirri,
Carmelo.pirri@uha.fr
6- Opérations - Formations Ces thématiques sont d’ores et déjà accompagnées par des actions de formation et des liens transfrontaliers avec d’autres universités et centres de technologie. Liens privilégiés des laboratoires de Nancy avec l’Allemagne avec notamment la remise d’un prix transfrontalier de la recherche ; cursus intégré en physique ; laboratoire sans mur (LERUSL). Des liens avec le Luxembourg : laboratoire sans mur (LERUSL), cursus intégré en physique. Des liens possibles avec la Belgique, en cours de mise en place. Liens privilégiés des laboratoires de Besançon avec la Suisse. Citons tout d'abord le Laboratoire Européen Associé Microtechnique (LEA Microtechnique) Cette structure a lancé en 2004 l'Ecole d'été Internationale "Highlights in Microtechnology" (http://www.highlights-microtech.org/) qui se veut former des chercheurs et ingénieurs aux micro et nanotechnologies de l'Arc Jurassien. Reconnue comme formation de qualité par l'Europe elle vient d'être labellisée dans le cadre des actions Marie Curie (Marie Curie Conferences and Training courses – contrat HIM 029654). En 2005 12 pays étaient représentés et elle fut soutenue par le NoE en Microoptique NEMO dont FEMTO-ST est partenaire. Citons encore une fondation franco-suisse qui est actuellement en cours de mise en place entre la Suisse Romande, le Rhône Alpes, la Franche Comté et l’Alsace." Enfin rappelons l'existence du Salon International Micronora (http://www.micronora.com/) qui a décidé d'évoluer dans ses futures manifestations (la prochaine en septembre 2006) vers les nanotechnologies. Un espace dédié spécifiquement aux nanotechnologies sera prévu et des conférences thématiques seront organisées. Liens privilégiés des laboratoires de Strasbourg avec l’Allemagne, notamment avec Karlsruhe qui est un gros centre de nanotechnologie, et qui est partenaire du Réseau d’Excellence Magmanet. Egalement, une collaboration avec FEMTO-ST et des partenaires belges, allemands et suisses existe à travers le NoE NEMO, regroupant les 30 partenaires européens majeurs de la micro- et nanooptique. Mots clef : nanomatériaux et techniques d'analyses associées (AFM,STM, méthodes d'analyses de surface etc…), microtechnologies disponibles dans les salles blanches, chimie supramoléculaire, microtechnologie, élaboration, caractérisation, maîtrise, D.E.A., D.E.S.S, L.M.D, harmonisation des enseignements multi-site. - Diffusion de l’information
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