Séminaires Matériaux-Nanosciences


Séminaire A. TURCHI : Density Functional Theory and Thermodynamics Applied to Complex Materials – Is there still a need for Ab Initio-aided alloy theory?

DATE : 19 juin 2017 – 11h00
              Pièce 007 – RdC du Bât 10B ISCR

Intervenant : A. Turchi, turchi1@llnl.gov
Lawrence Livermore National Laboratory, P. O. Box 808, Livermore, CA 94551, USA

 Ab initio methodologies provide, despite limitations that will be briefly commented on, fundamental insight on materials behavior and properties. This will be illustrated with a few ab initio-based predictions on phase stability, ordering trends, and thermodynamic properties. Examples will include the case of FeSi2, and of bcc-based transition metal alloys. In addition, ab initio output plays an important role in supplementing in two ways CALPHAD that is the most versatile and preferred method for assessing the thermodynamics of complex multi-component alloys: either by direct input of ab initio energetics in thermodynamic databases, or, more challenging, by assessing ab initio-based thermodynamics à la CALPHAD. These two applications will be briefly discussed in the context of phase diagram determination for selected transition metal and actinide-based alloys. Finally, a few comments on prospects in the alloy theory field, of critical importance for advancing our fundamental knowledge of materials performance, will conclude this presentation.

Publié dans Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire A. TURCHI : Density Functional Theory and Thermodynamics Applied to Complex Materials – Is there still a need for Ab Initio-aided alloy theory?

Séminaire Théorie et Simulation : Laurent JOLY « Molecular views on surface-driven flows »

DATE : 23 Mai 2017 à 14h00
Salle 120 – IPR

Intervenant : Laurent JOLY / Institut Lumière Matière – Université Lyon 1

Surface-driven flows (also called osmotic flows) are generated at interfaces by various thermodynamic gradients (e.g. electric potential gradient: electro-osmosis, solute concentration gradient: diffusio-osmosis, temperature gradient: thermos-osmosis). They represent powerful tools to manipulate liquids in micro and nanofluidic systems, and play a key role in living systems, in sustainable energies, or in water treatment and desalination processes. Osmotic flows arise from the coupling between hydrodynamics and liquid-wall interactions in the nanometric vicinity of the interface, and yet standard descriptions are usually based on continuum models and liquid-wall interactions only. During this talk I will illustrate with recent work how molecular dynamics simulations can be used to investigate the mechanisms underlying surface-driven flow, and in particular to explore the role of interfacial hydrodynamics.

[1] L. Joly, F. Detcheverry, A.-L. Biance: “Anomalous zeta potential in foam films”, Phys. Rev. Lett. 113, 088301 (2014) [2] A. Barbosa de Lima, L. Joly, “Electro-osmosis at surfactant-laden liquid-gas interfaces: beyond standard models”, Soft Matter, Advance article (2017) [3] C. Lee, C. Cottin-Bizonne, R. Fulcrand, L. Joly, C. Ybert: “Nanoscale Dynamics versus Surface Interactions: What Dictates Osmotic Transport”, J. Phys. Chem. Lett. 8, 478 (2017) [4] L. Fu, S. Merabia, L. Joly, in preparation

Publié dans Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Théorie et Simulation : Laurent JOLY « Molecular views on surface-driven flows »

Séminaire Théorie et Simulation: Patrice Malfreyt « Simulation moléculaire des interfaces »

DATE : le vendredi 28 avril 2017 à 14h en salle 50 (bat. 11B)

Les premières simulations de systèmes interfaciaux ont débuté en 1974 sur une interface plane de fluide Lennard-Jones (LJ). En 2017, des travaux sont encore publiés sur la méthodologie de simulation des interfaces planes. Il a fallu attendre plus de quarante ans et l’arrivée de calculs intensifs pour mettre au point les protocoles de simulations de systèmes hétérogènes.

Des illustrations de quelques effets de dépendances du calcul de la tension superficielle de fluide Lennard-Jones vous seront présentées (effets de taille, de troncature, importance des corrections à longue distance due à la troncature du potentiel, potentiel à deux corps) sur des interfaces liquide vapeur de corps purs. Quelle est la température maximale que l’on peut simuler proche du point critique avec des méthodes qui modélisent l’interface ? La réponse à cette question passe par le développement de simulations de tailles de systèmes importantes. On peut désormais apporter une réponse et approcher le point critique, zone où l’interface fluctue énormément. Des exemples de simulations vous seront présentées dans cette région critique.

Des simulations de systèmes binaires permettront de montrer le caractère prédictif de ces simulations sur la dépendance en pression de la tension interfaciale sur des systèmes eau-gaz acides, eau-alcanes, alcanes-gaz acides. Un potentiel polarisable a été testé sur la capacité à rendre compte de l’évolution de la tension interfaciale de solutions saline en concentration de sels. 

On complétera cette présentation sur le calcul de la tension superficielle d’interfaces cylindriques et sur l’utilisation de potentiels gros grains pour la modélisation d’interfaces plus complexes de type eau-huile-tensio-actifs.

Intervenant :
Patrice Malfreyt, Professeur à l’Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF UMR CNRS 6296)

 

Publié dans Actualités, Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Théorie et Simulation: Patrice Malfreyt « Simulation moléculaire des interfaces »

Séminaire Roman BERTONI : Experiment triggered by theory vs Theory triggering experiment.

DATE : 24 avril 2017 à 14h00 – Salle 120

The interaction between experimental physics and theory is rather complex, but when in gear they can open up entire research fields. I will discuss two opposite cases of scientific work where theory and experiment were interacting and showing that scientific coherence can emerge from these duals works. In the first case, the experiment was performed as a verification of a complex ab-initio modelization. Indeed, time resolved electron diffraction was used to investigate the complex electron lattice interactions in metals and compared the extracted values to the ab-initio calculations. In the second case, simulation was used to support an experimental result. We recently demonstrate the occurrence of self-amplification in prototypical molecular materials upon photo-excitation. Thanks to a recently developed Monte-Carlo model solving mechano-elastic interactions, the main experimental result was reproduced leading to the clear identification of the main parameters at play.

Publié dans Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Roman BERTONI : Experiment triggered by theory vs Theory triggering experiment.

Séminaire Matériaux Nanosciences : Marie HERVE « Spin resolved scanning tunneling microscopy: Non-collinear magnetism and high frequency dynamic properties

Intervenante : Marie HERVE,
Karlsruhe Institute of Technology

DATE : 24 janvier 2017 – 14h00 – Salle 120

In magnetic thin films the Heisenberg exchange interaction often leads to a parallel or antiparallel alignment of neighboring spins in the crystal. When inversion symmetry is broken e.g. by a surface or an interface, the non-collinear Dzyaloshinskii-Moriya interaction competes with the Heisenberg exchange interaction. This competition can lead, in some case, to the stabilization of complex spin textures such as spin spirals or skyrmions. Investigation of the local dynamic properties of magnetic structures – such as skyrmion or nano-skyrmionic lattice – require the implementation of experimental technique with a high spatio-temporal resolution (nm and sub-ns resolution). In this talk, I will first show that spin-polarized STM (SP-STM) is an ideal tool to probe such non-collinear magnetic structure. In a second part I will present our current progress in the development of a new experimental technique combining ferromagnetic resonance (FMR) with SP-STM.

 

Publié dans Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Matériaux Nanosciences : Marie HERVE « Spin resolved scanning tunneling microscopy: Non-collinear magnetism and high frequency dynamic properties

Hervé CAILLEAU : Cycle de séminaires dans le cadre du master Erasmus Mundus MaMaSELF

Dans le cadre du master Erasmus Mundus MaMaSELF,
Hervé Cailleau, professeur émérite, Dépt Matériaux Nanosciences /IPR
propose un cycle de 3 séminaires:
Sujet : « Towards Control of Matter in Materials Science »

Ces séminaires auront lieu:
– le jeudi 14 janvier à 10h15, S329 Bât. 2A
– le  jeudi 4 février à 14h00, Salle des thèses Bât. 1
– le  lundi 8 février à 14h00, Salle des thèses Bât. 1

Publié dans Actualités, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Hervé CAILLEAU : Cycle de séminaires dans le cadre du master Erasmus Mundus MaMaSELF

Séminaire Thomas BÜNING : SUPRAMOLECULAR OF MONOHYDROXY ALCOHOLS

DATE : 17 NOVEMBRE 2015 à 10h00

salle 120 – bat 11E

Résumé :   Supramolecular structure of monohydroxy alcohols
Hydrogen bonds are essential for the structure and dynamics of alcohols, aqueous solutions, and water. Due to their low tendency of crystallization and large variability in molecular configuration, monohydroxy alcohols (MAs) are often studied as model systems picture_rennes-1for hydrogen-bonded fluids in general [1]. MAs are supposed to form supramolecular structures such as chains and rings via hydrogen bonding in the liquid phase. Based on their small dielectric absorption, ring like arrangements were suggested for neat MAs with a sterically hindered polar hydroxyl group and chain like structures for alcohols whose oxygen atom is in a terminal position [1]. The complex behavior of the dynamics of these liquids under the influence of temperature, pressure and mixing is of great interest of current research [2,3,4]. Hence, we use X-ray diffraction and X-ray Raman scattering to study the local structure of these liquids with the aim to get insights into the mechanism causing the dynamic anomalies.

buning[1] R. Böhmer, C. Gainaru, R. Richert, Phys. Reports (2014) and references therein; [2] C. Gainaru et al. Physical review letters 107.11 118304 (2011). [3] S. Pawlus et al. The Journal of chemical physics 139.6 064501 (2013). [4] S. P. Bierwirth, et al. Phys. Rev. E 90.5, 052807 (2014).

 

Publié dans Actualités, Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Thomas BÜNING : SUPRAMOLECULAR OF MONOHYDROXY ALCOHOLS

Séminaire Krisztian Palotas : Imaging complex magnetic structures at interfaces

DATE : lundi 23 novembre 2015
14h30 bat 11E salle 120

Intervenant : Krisztian Palotas,
Budapest University of Technology and Economics, Department of Theoretical Physics, Budapest, Hungary

Résumé:
Deep understanding of the physical/chemical properties of magnetic interfaces is challenging at present. Since such material interfaces can be used as building blocks in devices of emergent technologies (in data storage, nanoelectronics, spintronics and medical industry), their in-depth characterization requires not only experimental tools, but also theoretical support. The submitted Marie Curie IF project aSkyrmions-PdFeIr111-1t the Institute de Physique de Rennes proposes the research on complex magnetic states at interfaces focusing on three objectives: (1) To implement the theory of vector spin transport within an electron tunneling model, and investigate the tunneling spin transport characteristics in high spatial resolution above complex (noncollinear) magnetic surfaces, e.g. above magnetic skyrmion structures [1]; (2) To improve description of the damping parameter of spin motion at the nanoscale, and study size- and shape-effects on the atomic site-dependent damping in nanostructured interfaces; (3) To support experimental efforts using scanning tunneling microscopy (STM) and ballistic electron emission microscopy (BEEM) to understand complex magnetic structures at interfaces following a multiscale theoretical approach.

Reference:
[1] E. Simon et al., Physical Review B 90, 094410 (2014).

Image:
Magnetic skyrmions in a PdFe bilayer on Ir(111) surface.

Publié dans Actualités, Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Krisztian Palotas : Imaging complex magnetic structures at interfaces

Séminaire Matériaux Nanosciences : Armand SOLDERA, Simulation Atomistique

Intitulé : Simulation Atomistique :
un Outil pour la Conception de Matériaux Avancés ?

Le Mardi 6 octobre 2015 à 14h

salle 50 Bat 11B

Intervenant : Armand SOLDERA, Université de Sherbrooke

Résumé :
De nombreux phénomènes macroscopiques s’expliquent par des effets à longue portée. Il suffit de penser à la transition vitreuse (non encore totalement comprise), et aux cristaux liquides. Il est cependant étonnant de constater qu’un changement même minime de la structure moléculaire, telles que la variation de la direction d’un dipôle au sein d’un mésogène (molécule dont l’assemblage donne naissance à des phases liquides cristallines), ou la modification structurale d’un groupe dans un monomère (constitutif d’un polymère), puisse tant affecter le comportement macroscopique. Une étude atomistique s’impose. Toutefois, comment concilier une telle approche qui ne peut décrire qu’une portion réduite de l’espace des phases (temps de calculs, capacité calculatoire), avec des propriétés reconnues pour être à longue portée. Le regard « chimique » de propriétés physiques au sein de la matière molle s’avère tout aussi important. Il faut pour ce faire corréler les données venant de telles simulations aux résultats expérimentaux et aux théories actuelles, tout en étant vigilant quant aux conclusions qui en sont extraites. Tels les clichés provenant d’un microscope, une attention particulière doit être portée aux conclusions qui découlent de leur étude. Conscient de ces limites, leur étude peut mener à une meilleure compréhension des phénomènes macroscopiques, et in fine conduire à une stratégie de conception de nouveaux matériaux. Conceptuellement, cette approche est une sorte de passerelle entre la vision réductionniste qui a toujours préconisé en chimie, avec un courant émergent qui fait des percées encore timides dans cette discipline.
Pour illustrer ce lien intime entre les expériences et la simulation dans la conception de matériaux avancés, plusieurs exemples issus du Laboratoire Physico-Chimie Moléculaire sont discutés. Au niveau électronique, une nouvelle membrane de polyélectrolyte pour une application de pile à combustible est proposée. Au niveau atomique, le problème délicat de transition vitreuse de polymères est décrit, ainsi que l’apparition de la phase smectique C dans le cristal liquide polymorphisme.

 

Publié dans Actualités, Départements, Nanosciences, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Matériaux Nanosciences : Armand SOLDERA, Simulation Atomistique

Séminaire Denis DAVID : Determination of the dielectric function of oxides from electron energy loss spectra obtained by XPS

Auteur : Denis David – Instituto de Física – Universidade Federal da Bahia (Brazil)

le lundi 21 septembre à 14h
salle 120 bat 11E

Résumé : At the Institute of Physics of the Federal University of Bahia (UFBA), we are studying oxides for various applications: photovoltaic cells, photo-dissociation of water for hydrogen production, microelectronic, sensors. The samples produced in our lab or in the Institute of Chemistry of UFBA, or in collaborating labs in Brazil, are characterized by XPS in order to obtain their composition and identify the chemical bonds, but also to determine their dielectric function using the method developed in collaboration with the Surfaces and Interfaces group of IPR. In this conference, we shall present and discuss some results obtained on Al2O3, BiNbO4, BiTaO4, SnO2 and TiO2.

Figure david denis

Publié dans Départements, Nanosciences, Séminaires, Séminaires Matériaux-Nanosciences | Commentaires fermés sur Séminaire Denis DAVID : Determination of the dielectric function of oxides from electron energy loss spectra obtained by XPS