Session 6 : Oxydes fonctionnels

Co-organisateurs : Catherine Dubourdieu (INL), Agnès Barthélémy (UMPhy)

Les oxydes fonctionnels présentent une très grande variété de propriétés physiques. Ils sont au cœur de nombreuses applications, comme par exemple des composants de la nanoélectronique (transistors, nouvelles mémoires non volatiles…), des capteurs ou actuateurs piézoélectriques, l’encapsulation de matériaux sensibles, la réalisation de vitrages intelligents ou des revêtements fonctionnalisés pour la catalyse. Qu’il s’agisse d’oxydes de métaux de transition, de métaux alcalino-terreux, de lanthanides ou de métaux pauvres, la structure cristalline joue un rôle central sur leurs propriétés physiques, de même que les défauts ponctuels  ou étendus qui peuvent s’y développer. La  déformation du réseau sous l’effet de la contrainte mécanique du substrat ou des couches adjacentes est également au cœur des propriétés, en particulier dans les systèmes électroniques fortement corrélés. Ainsi, certaines propriétés ou transitions (ferroélectricité, transition métal/isolant…) peuvent être induites grâce à une contrainte exercée sur le réseau cristallin par un substrat approprié. Le réseau cristallin peut également être impliqué dans le couplage entre propriétés (couplage entre ordres ferroïques par exemple).

Cette session sera consacrée aux dernières avancées réalisées dans le domaine de la caractérisation de la structure cristalline, de la texture, des défauts (lacunes d’oxygène, lacunes cationiques, dislocations, joints d’antiphase etc…), de la valence des cations du réseau, de la contrainte (strain) dans des oxydes en couches minces et à leurs interfaces. Nous aborderons également ces différents aspects aux petites dimensions (couches ultraminces, plots, nanofils). Le rôle de la structure et des défauts  sur les propriétés physiques sera discuté.  Les développements récents des méthodes dans le domaine de la cristallographie seront mis en lumière (diffusion et diffraction des rayons X, diffraction électronique, imageries et techniques de spectroscopies associées). Nous échangerons sur les résultats expérimentaux obtenus par le biais de ces techniques avancées.  Nous discuterons également les récents développements, sur les lignes de lumière ou en laboratoire,  permettant la caractérisation in situ ou in operando des oxydes fonctionnels pendant la croissance, ou sous l’application d’un stimulus mécanique, électrique ou magnétique.

Conférence invitée :
S. Schamm-Chardon (CEMES, Toulouse)
"Microscopie électronique en transmission avancée pour l'étude des oxydes fonctionnels"

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