Laboratoire de Physique et Chimie de Nano-Objets

RMN en phase solide, dynamique moléculaire, metadynamics : approches convergentes pour l'étude de diverses problématiques chimiques

Nayral Céline — 2011-06-06T13:36:11Z

Date : 10/06/2011 à 11:00

Titre : RMN en phase solide, dynamique moléculaire, metadynamics : approches convergentes pour l'étude de diverses problématiques chimiques

Intervenant : Jérôme Cuny

Provenance : Computational Sciences/Parrinello - Department of Chemistry and Applied Biochemistry ETH-Zurich

Salle : 131

Résumé : L'apport des outils de la chimie fondamentale à l'étude des systèmes chimiques en phase liquide, en phase solide ainsi qu'aux interfaces, n'est plus à démontrer. Au cours de cette présentation, nous nous attacherons à montrer comment certains de ces outils peuvent être efficacement couplés à des études expérimentales pour caractériser des composés solides ainsi que des agrégats métalliques et moléculaires. Dans une première partie, nous montrerons comment la caractérisation de matériaux par RMN en phase solide couplée au calcul quantique des paramètres RMN correspondants permet d'accéder à des informations structurales uniques. Les matériaux qui ont été étudiés appartiennent majoritairement à la chimie des clusters de molybdène, et les exemples qui seront présentés porteront sur des systèmes cristallins, des nano-fibres et des nano-particules de silice. Au cours de ces différents travaux, c'est par l'étude du noyaux 95Mo que de nombreuses informations structurales ont pu être obtenues et nous nous attarderons donc sur les avantages et les inconvénients de ce type de caractérisation. Dans une seconde partie, nous présenterons l'étude d'agrégats métalliques et moléculaires par des approches de type dynamique moléculaire telles que la metadynamics et la reconnaissance metadynamics. Parmi les systèmes étudiés par ces méthodes, les travaux réalisés sur des agrégats de molécules d'eau seront présentés. Nous décrirons enfin des approches efficaces permettant la description des effets quantiques nucléaires dans ce type de systèmes.

Personne à contacter : Franck Jolibois

Five and Six-Membered N-Heterocyclic Carbenes of Late Transition Metals. Synthesis and Reactivity

Nayral Céline — 2011-06-01T12:00:00Z

Date : 16/06/2011 à 14:00

Titre : Five and Six-Membered N-Heterocyclic Carbenes of Late Transition Metals. Synthesis and Reactivity

Intervenant : Salvador Conejero Iglesias

Provenance : INSTITUTO DE INVESTIGACIONES QUÍMICAS - Universidad de Sevilla - Espana

Salle : seminaire

Résumé : Unsaturated 14-electron Pt(II) complexes with a T-shape structure are believed to be key intermediates in C-H bond activation reactions of hydrocarbons. It will be shown in this presentation the usefulness of five-membered bulky N-heterocyclic carbenes (NHC, Arduengo's carbenes) in the stabilization of these kinds of elusive species and how we can modulate their reactivity by tuning the agostic interactions present in these coordinatively unsaturated molecules. It will be shown as well a new approach for the synthesis of 2-pyridylidene transition metal complexes based of the decarboxylation of pyridinium carboxylates.

Personne à contacter : Bruno Chaudret

Electron spin decoherence in nanostructures

Nayral Céline — 2011-05-19T12:30:00Z

Date : 19/05/2011 à 14:30

Titre : Electron spin decoherence in nanostructures

Intervenant : Zhenia Ivchenko

Provenance : Institut A. F. Ioffe, St Petersbourg

Salle : seminaire

Résumé : I will present a theory of spin Kerr, Faraday and ellipticity signals for charged single quantum dots and their arrays. The microscopic theory considers both the single pump- pulse optical excitation and the effect of a train of such picosecond pulses, which in the case of long resident-electron spin coherence time leads to a stationary distribution of the electron spin polarization. The specific feature of QD ensembles is their inhomogeneity in resonance transition energy and electron g-factor value, which results in fast dephasing of spin signals, on the one hand, and leads to spin revival before the next pulse arrives (the so-called spin mode locking), on the other hand. The theory is applied to describe the time- resolved single-color and two-color pump-probe experiments performed on InGaAs/GaAs quantum dots.

Personne à contacter : Thierry Amand

Etudes et applications de structures multi-couches et hétérogènes à base carbone.

Nayral Céline — 2011-05-17T09:00:00Z

Date : 17/05/2011 à 11h

Titre : Etudes et applications de structures multi-couches et hétérogènes à base carbone.

Intervenant : Michael Lejeune

Provenance : Laboratoire de physique de la Matière Condénsée d'Amiens

Salle : seminaire

Résumé : Couche mince de nitrure carbone et leurs applications en électrochimie. Durant ces dernières années les électrodes de carbone ont été particulièrement convoitées pour l'électro-analyse en milieux aqueux. Les couches minces de carbone amorphe azoté (a-CNx) ont été déposées par pulvérisation cathodique radiofréquence d'une cible de graphite pur par un plasma réactif d'argon et d'azote. Des études visant à relier le taux d'azote incorporé aux propriétés structurales et physiques, ont permis de sélectionner les meilleurs conditions de dépôts pour optimiser les propriétés physico-électrochimiques. Les électrodes obtenues ont un comportement proche des électrodes diamant dopé bore (DDB). Les premiers tests ont montré que les films a-CNx peuvent être utilisés pour la détection de métaux lourds en solution.

Stabilisation mécanique de films minces par l'ajout de nano-matériaux. Cette partie est un développement en cours de la partie précédente. Les films d'a-CNx semi-conducteur présentent généralement une forte contrainte interne. L'ajout d'azote à l'intérieur permet de réduire ce stress mais en contre-partie d'une altération es propriétés électriques. L'ajout de nano-particules de FeCo à l'intérieur d'une matrice d'a-CNx permet de réduire de manière significative le stress tout en gardant les propriétés électriques. Une étude est actuellement menée pour étudier les effets de la concentration de NP sur la contrainte interne et les différentes propriétés physiques de nano-composites obtenus.

Elaboration de filtres de Bragg polymère/silicium sur substrat souple. Des filtres optiques en couches minces ont été déposés à l'aide de techniques plasma sur des alliages à mémoire de forme. L'objectif de travail est l'actionnement chromatique des structures mécaniques bistables grâce à la chaleur d'un éclairement laser. Ce mode d'activation permet de contrôler à distance l'actionnement mais nécessite la réalisation de filtres flexibles et adhérents ne modifiant pas les propriétés mécaniques du substrat. Des études expérimentales et des simulations nous ont permis de sélectionner le couple polymère/silicium comme matériaux de nos structures. Il permet, en effet, de transmettre suffisamment de lumière pour échauffer tout en donnant à la structure interne une contrainte interne négligeable. Cette étude montre qu'il est possible de piloter à distance et sans fils des micro-actionneurs.

Personne à contacter : Lise-Marie Lacroix

Colloidal quantum dots - known science applied to novel materials.

Nayral Céline — 2011-03-23T13:30:00Z

Date : 23/03/2011 à 14:30

Titre : Colloidal quantum dots - known science applied to novel materials.

Intervenant : Pr. Zeger Hens

Provenance : Physics and Chemistry of Nanostructures group, Universiteit Gent, Belgium

Salle : seminaire

Résumé : Colloidal quantum dots are a novel class of nanomaterials showing attractive opto-electronic properties due to quantum confinement. Nevertheless, a surprisingly wide range of chemical and physical properties of colloidal quantum dots can be understood using textbook physical chemistry. In this presentation, we take this point of view to adress four different aspects of colloidal quantum dots. First, we discuss the hot injection synthesis, showing how classical nucleation theory can be reconciled with recent insights in the reaction mechanism to understand the development of the QD concentration and diameter as a function of time. Second, we show how solution NMR provides surprisingly detailed insights in the surface chemistry of colloidal QDs. Third, we show that equilibrium thermodynamics can be used to rationalize the partial charging of quantum dots dispersed in apolar solvent. Finally, the quantum dot absorption coefficient is discussed in the framework of the Maxwell-Garnett effective medium theory.

Personne à contacter : Celine Nayral

Hierarchical assemblies of micro- and nano-colloids obtained by Convective Self-Assembly for multifunctional electric-optical sensors

Nayral Céline — 2011-01-03T13:00:00Z

Date : 03/01/2011 à 14h

Titre : Hierarchical assemblies of micro- and nano-colloids obtained by Convective Self-Assembly for multifunctional electric-optical sensors

Intervenant : Cosmin Farcau

Provenance : Université de Toulouse, INSA-CNRS-UPS ; LPCNO, Toulouse

Salle : seminaire

Résumé : Current developments of nanotechnology rely on the rational design and controlled fabrication of particles, regular arrays of particles, and patterned films with at least one of their size parameters in the 1-100 nm regime. Chemically synthesized colloids have a series of advantages over nanostructures prepared by top-down lithographic techniques : they can be easily produced in large amounts, broad range of sizes, controlled shape, with a narrow size and shape dispersion, better surface quality1. Many interesting applications rise from interparticle coupling effects (optic, magnetic, electric), when particles are assembled on a solid substrate into structures comprising a large number of particles. A challenge remains to control the assembly of colloids into hierarchical structures of designed, desired morphology2. Here I present some of my results on the fabrication, properties and some applications of hierarchical assemblies of micro- and nano- colloids. The Convective Self-Assembly (CSA) technique is introduced (Fig.1-center), which is employed in two complementary approaches : 1) Metallic (or polymer) structures are fabricated by templating on regular arrays of polymer micro-colloids (i.e. colloidal crystals) obtained by CSA (some examples in Fig.1-left). Their optical properties3 and selected sensing applications in Surface Enhanced Raman Scattering4 and Surface Enhanced Fluorescence5 are outlined. 2) By CSA of metallic nano-colloids a large palette of patterns (some examples in Fig.1-right) can be directly obtained by controlling several experimental parameters. Among such structures, tunable electrically conductive wire-like assemblies6 appear promising in deformation sensing applications. Finally I discuss some possibilities of merging optical and electrical functionalities on a single platform consisting in arrayed metallic nano-colloids.

References 1. C. Burda, X. Chen, R. Narayanan, M. A. El-Sayed, Chem. Rev. 2005, 105, 1025. 2. M. Grzelczak, J. Vermant, E. M. Furst, L. M. Liz-Marzan, ACS Nano 2010, 4, 3591. 3. C. Farcau, S. Astilean, J. Opt. A : Pure Appl. Opt. 2007, 9, S345. 4. C. Farcau, S. Astilean, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11717. 5. C. Farcau, S. Astilean, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 193110. 6. C. Farcau, H. Moreira, B. Viallet, J. Grisolia, L. Ressier, ACS Nano 2010, 4, 7275.

Coherent optical control spectroscopy of single InAs quantum dots

Nayral Céline — 2010-11-19T17:10:00Z

Date : 18/11/2010 à 14:30

Titre : Coherent optical control spectroscopy of single InAs quantum dots

Intervenant : A. J. Ramsay

Provenance : University of Sheffield UK

Salle : 131

Résumé : In this talk I will present the highlights of our recent research on the coherent optical control of the exciton and spin states of a single InAs/GaAs quantum dot. We study a dot embedded in a photodiode structure using a photocurrent detection technique, which is a measurement of the absorption of the sequences of picosecond laser pulses used to resonantly excite the dot. Using this experimental setup, we can investigate atom-like coherent light-matter interactions in a solid-state context, and develop coherent control schemes to program the quantum states of single quantum dots.

The talk will be split into three parts :

(1) A proposal and experimental demonstration of a scheme for optically triggered preparation, detection, and partial control of a single hole spin. (2) A set of experiments to both time and frequency resolve the Autler-Townes doublet resulting from an intense laser pulse coupling the exciton and biexciton states, whilst a second weaker pulse probes the exciton transition. We demonstrate the adiabatic control of the Rabi splitting, and thereby the composition of the dressed states. Furthermore, I will present a time-resolved measurement of a Rabi oscillation between the exciton and biexciton state, illustrating the relationship between Rabi oscillation and dressed states. (3) For semiconductor quantum dots, damped Rabi rotations are measured by varying the pulse-area using the incident power of the control pulse. The cause of the damping has been a long standing question in quantum dot physics. I will present strong experimental evidence identifying acoustic phonons as the cause of the intensity damping.

[1] A. J. Ramsay, et al Phys. Rev. Lett. 100 197401 (2008). [2] S. J. Boyle et al, Phys. Rev. Lett. 102 207401 (2009). [3] A. J. Ramsay et al, Phys. Rev. Lett. 104 017402 (2010). [4] A. J. Ramsay et al, Phys. Rev. Lett. 105 177402 (2010).

Personne à contacter : Xavier Marie

Studies on some nano-crystalline ferrimagnetic glass/glass-ceramics for possible hyperthermia applications

Nayral Céline — 2010-11-19T17:06:23Z

Date : 21/10/2010 à 14:30

Titre : Studies on some nano-crystalline ferrimagnetic glass/glass-ceramics for possible hyperthermia applications

Intervenant : G. P. Kothiyal

Provenance : Technical Physics Division, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400 085, India

Salle : 131

Résumé : Efforts for developing a class of materials, which are not only suitable for implanting/replacement in human body or helping in treatment but should be able to grow alongwith body tissues without any adverse effect The use of glass/glass-ceramics for such bio-medical applications has attracted considerable attention in recent past. High cost of implants for regenerative/ restorative surgery and drug delivery systems has been one of the motivations for these accelerated efforts. A bioactive glass-ceramic forms a biologically active hydroxyapatite layer on the surface that permits bonding with bone and soft tissues. Glasses and glass-ceramics having iron oxide exhibit useful mechanical, thermal and bioactive properties. We have studied different glass systems [1-5] like (A). 41CaO.(52-x)SiO2.4P2O5.xFe2O3.3Na2O (2  x  10 mole%), (B). 34SiO2-(45-x) CaO-16P2O5-4.5 MgO-0.5 CaF2-x Fe2O3 , (x = 10, 15, 20 wt %), and (C). 50CaO.(25)SiO2.15P2O5.(10-x)Fe2O3.xZnO (0  x  5 mol%). The glasses were synthesized by melt quench technique and converted to glass-ceramics by controlled crystallization. These glasses were characterized for thermo-physical, structural and magnetic properties by using thermo mechanical analysis (TMA), Raman spectroscopy, XPS, and Mössbauer spectroscopy. X-ray diffraction studies revealed the presence of hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2], wollastonite [CaSiO3] and magnetite [Fe3O4] crystalline phases in the glass-ceramic samples. Magnetic studies showed the evolution of ferrimagnetic property in these glass-ceramics as a function of iron oxide concentration. The bioactivity of the glass-ceramics samples was investigated by examining apatite formation on the surface of the samples treated in simulated body fluid. Formation of bioactive apatite layer was confirmed by using grazing incidence X-ray diffraction, scanning electron microscope equipped with an Energy Dispersive X-ray spectroscopy and FTIR spectroscopy. In samples of series (B) Raman spectroscopic measurements showed a progressive increase in the fraction of Q1 structural units with increase in Fe2O3 content upto15 wt%. This is consistent with the ratios of non-bridging oxygen (NBO) to bridging oxygen (BO) determined from O1s XPS plots. Mössbauer spectroscopic study has shown that the iron ions are present in the glass network in octahedral as well as tetrahedral coordination. References : 1. K Sharma, A. Dixit, S.Bhattacharya, M.N. Deo, G. P. Kothiyal, Applied Surface Science 256 (2010) 3107 2. K Sharma, A Dixit, Sher Singh, Jagannath, S Bhattacharya, C L Prajapat, P K Sharma, S M Yusuf, A K Tyagi, G P Kothiyal Materials Science & Engineering C 29(2009) 2226-2233 3. K Sharma, Sher Singh, C L Prajapat, S Bhattacharya, Jagannath, M R singh, S M Yusuf, G P Kothiyal, J. Magn.Mag. Materials, 321(2009)3821 4. R.K. Singh, G.P.Kothiyal, A. Srinivasan, Applied Surface Science 255(2009)6827 5. Rajendra Kumar Singh, G.P.Kothiyal and A.Srinivasan, J. Magn. Magnetic Materials, 320(2008) 1352

Personne à contacter : Xavier Marie

Michele

Grisolia Jérémie — 2010-09-28T08:28:19Z

05.61.55.96.31

- Annuaire / Nanomagnétisme, Nanotech, Optoélectronique Quantique, Nanostructures et Chimie Organométallique, Modélisation Physique et Chimique

Surface tactile et procédé de fabrication d'une telle surface

Grisolia Jérémie — 2010-09-13T09:31:42Z

Numéro de dépôt : 10 56387, Date de dépôt : 2 aout 2010

- 2010 / Nanotech, Brevets