Unité de Recherche Interdisciplinaire de Spectroscopie Electronique

L'Unité de Recherche Interdisciplinaire de Spectroscopie Electronique (LISE) unit les efforts de physiciens, de chimistes et d’ingénieurs pour mener à bien des recherches sur les surfaces et interfaces de matériaux.

Créé en 1972, le Laboratoire Interdisciplinaire de Spectroscopie Electronique (LISE) unit les efforts de physiciens, de chimistes et d’ingénieurs pour mener à bien des recherches sur les surfaces et interfaces de matériaux. Il s’est bâti une renommée internationale dans un domaine de recherche toujours en pleine expansion, les matériaux nouveaux étant le plus souvent constitués d’assemblages complexes de films ou de particules de natures différentes.  Cette recherche concerne donc directement le monde industriel, mais la mission du laboratoire est aussi et surtout d’apporter une compréhension fondamentale des propriétés nouvelles de ces matériaux.  De nouvelles perspectives passionnantes s’ouvrent en ce XXIème siècle grâce à l’avènement des nanomatériaux dont les assemblages constitueront sans nul doute les matériaux du futur.

 

L'unité de recherche LISE développe ses recherches au sein de l'institut de recherches NISM.  La recherche de pointe se décline en deux grandes thématiques : (1) l’étude et la fabrication de surfaces et d’interfaces de matériaux et (2) le développement et la compréhension fondamentale des techniques d’analyse modernes.

 

nano

Nanoclusters d'or déposés sur des nanotubes de carbone (avec l'aimable autorisation de Marsu Productions (05/01/06))

1) Etude et fabrication de surfaces et d’interfaces de matériau

La surface des matériaux engendre bon nombre de leurs propriétés, car la surface est le lieu par lequel un matériau interagit avec son environnement.  De même, l’assemblage de matériaux de natures différentes (polymère-métal, verre-polymère, métal-oxyde…) génère de nouvelles propriétés.  Toutes les grandes entreprises actives dans les domaines du verre, du métal ou des semiconducteurs effectuent des traitements de surface élaborés, rendant indispensable une recherche de pointe dans ce domaine.  En partenariat avec les plateformes technologiques SIAM et MORPH-IM, le laboratoire LISE dispose de techniques d’analyse qui permettent de mesurer la composition et la structure physico-chimique de la matière sur des épaisseurs de l’ordre du nanomètre : ce sont les spectroscopies électroniques (XPS) et ioniques (ToF-SIMS) ainsi que la microscopie d'effet tunnel (STM) et la microscopie de photoélectrons (PEEM).  D’autres techniques complètent cet arsenal : les spectroscopies optiques, la technique de mesure d’angle de contact…

 

Les nouveaux matériaux sont aussi produits au laboratoire par les techniques de traitement plasma (décapage, dépôt, fonctionnalisation) et les techniques de dépôt de couches minces par évaporation sous vide ou par épitaxie par jets moléculaires.  Quelques thèmes de recherches récents illustrent la variété des problèmes étudiés : dépôt de couches pour la protection des métaux, , dépôt de catalyseurs métalliques par plasma, nouveaux matériaux pour l'électronique (graphène, MoTe2, etc.), assemblages métal/polymère, matériaux pour les énergies renouvelables (piles à combustibles, photovoltaïque).

bixa

2) Compréhension fondamentale des interactions photons/électrons/ions et matière

Les techniques d’analyse du LISE reposent sur l’interaction de photons, d’électrons ou d’ions avec la matière, qui permet de sonder son extrême surface.  Ces techniques permettent donc une étude fondamentale de ces interactions qui sont encore mal connues.  Les recherches actuelles portent notamment sur la photoémission dans les nanostructures, sur l’étude de probabilités d’ionisation en ToF-SIMS et sur l’analyse en profondeur (profilage) de matériaux hybrides organiques/inorganiques. Cette recherche permettra, à terme, d’optimiser les techniques d’analyse mais aussi de mieux comprendre l'interaction fondamentales entre particules ou rayonnement et la matière.