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Synthèse et propriétés de monocristaux, de poudres, films minces ou hétérostructures

Etudes à l'interface avec la matière biologique

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Soutenance de thèse de Damir PINEK

Publié le 26 novembre 2020
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Soutenance 5 février 2021
14h30 - Salle des Conseils Z-704, 7ème étage, Bâtiment Z (Grenoble INP Phelma building)
Grenoble INP - Phelma
3 parvis Louis Néel - 38000 Grenoble
Accès : TRAM B arrêt Cité internationale
Free entrance - No registration

Exploration de la structure électronique des carbures nanolamellaires Mn+1AXn

PINEK Damir

PINEK Damir

Mots-clés:

Physique du solide, structure électronique, matériaux nanolamellaires, croissance cristalline, spectroscopie à photoélectron résolue en angle, théorie de la fonctionnelle de densité, structure de bande, surface de Fermi

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Résumé

       Les phases Mn+1AXn ou phases “MAX” -avec M un métal de transition, A un élément des groupes 13 à 16 du tableau périodique et X soit C ou N- forment une classe de composés nanolamellaires qui a suscité un fort intérêt scientifique pour leur unique combinaison de propriété métalliques et de propriétés issues des céramiques. Il s’agit également des précurseurs des MXENES, une famille de matériaux bidimensionnels obtenus par exfoliation des phases MAX tridimensionnelles qui génère aussi un fort engouement pour des applications potentielles dans le domaine du stockage d’énergie. Malgré le potentiel applicatif des phases MAX, l’origine d’un certain nombre de leurs propriétés fondamentales reste une question ouverte, notamment en ce qui concerne les relations entre leur structure électronique, leurs anisotropies et propriétés de transport.

      Nous présentons ici la méthodologie que nous avons suivie pour la croissance des monocristaux et la détermination expérimentale des états électroniques (e.g. Structure de bande et surface de Fermi) des phases MAX Cr2AlC, V2AlC et Ti3SiC2 . Les résultats d’expériences de spectroscopie à photoélectrons résolues en angle effectuées sur des monocristaux sont comparés aux calculs de théorie de la fonctionnelle de densité. La renormalisation de certaines bandes liée aux interactions électron-phonon ainsi que l’influence du couplage spin-orbite sont soulignés. Les anisotropies des surfaces de Fermi sont discutées vis-à-vis des coefficients de transport de chaque phase. Le développement de modèles de bandes rigides qui reproduisent la structure électronique des phases M2AC -Ou phases MAX « 211 »- est ensuite détaillé. Finalement, la structure de bande et la surface de Fermi d’une autre phase MAX -Ti2SnC- ainsi que d’autres phases dérivées –iMAX et 4473- sont rapidement présentées. La perspective de l’exploration des solutions solides (MxN1-x)2AX pour pouvoir faire contrôler la position du niveau de Fermi des phases MAX 211 - afin d’atteindre de potentiel nœuds topologiques- est également discutée.


Membres du jury/ Jury members :
 

Prof.

V.Mauchamp

Institut PPrime, Université de Poitier, Poitier, France

Rapporteur

Dr.

A.Santander

Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay, Université Paris-Saclay, Orsay, France

Rapporteur

Prof .

M.Barsoum

Material Science and Engineering department, Drexel University, Philadelphia, U.S.

Examiner

Assoc. Prof.

T.Ito

Synchrotron Radiation Research Center, Nagoya University, Nagoya, Japan

Examiner

Prof.

J-C.Charlier

Institute of Condensed-Matter and Nanoscience, Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgique

Examiner

Prof.

T.Ouisse

LMGP, Grenoble INP-Minatec, Grenoble France

Thesis Director


 
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mise à jour le 19 janvier 2021

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