L’étude de couches épitaxiées et d’hétérostructures de matériaux multifonctionnels, en particulier de matériaux ferroïques et multiferroïques, ainsi que leurs domaines d’application, est le principal objet de recherche de l’Unité de recherche de pointe pour les couches minces épitaxiées et les nanostructures de matériaux fonctionnels.
Les matériaux ferroïques sont un sous-ensemble des matériaux fonctionnels qui comprend les matériaux piézoélectriques, pyroélectriques et ferroélectriques ainsi que les matériaux magnétiques. Un matériau est dit multiferroïque lorsqu’il possède simultanément les propriétés de plusieurs de ces familles de matériaux fonctionnels.
L’Unité de recherche de pointe pour les couches minces épitaxiées et les nanostructures de matériaux fonctionnels permet de soutenir les activités de recherche en lien avec le développement de cette classe fascinante et prometteuse de nouveaux matériaux multifonctionnels ainsi que de contribuer au développement de technologies avancées de synthèse et de caractérisation de ceux-ci. La fabrication de couches minces et ultraminces de matériaux complexes requiert une expertise importante et une infrastructure de déposition performante. Les couches minces épitaxiées représentent la qualité ultime des couches minces cristallines. La haute qualité des couches minces et leur caractérisation, à un niveau moléculaire et atomique, permet de réaliser des nanocomposites et des métamatériaux de haute qualité qui pourront être utilisés dans des dispositifs novateurs.
Pour caractériser à l’échelle nanométrique les couches minces épitaxiées synthétisées, l’infrastructure de recherche comprend des outils sophistiqués. Les techniques de la diffractométrie de rayons X à haute résolution ou la microscopie à balayage de sonde peuvent notamment être utilisées dans plusieurs modes avancés, complétant divers équipements de mesures électriques et optiques.
Le diffractomètre de rayon X à haute résolution permet d’analyser et d’évaluer précisément la structure cristalline et la qualité d’épitaxie des couches minces de nouveaux matériaux avancés.
Le microscope à balayage de sonde peut être configuré pour faire de la microscopie de forces atomiques, de la microscopie de forces magnétiques, de la microscopie de forces piézoélectriques ainsi que la microscopie de la conductivité locale, et permet une cartographie à l’échelle nanométrique ainsi qu’une caractérisation très complète des diverses propriétés fonctionnelles de nos nouveaux matériaux et dispositifs.
L’Unité de recherche de pointe pour les couches minces épitaxiées et les nanostructures de matériaux fonctionnels est à la disposition du corps professoral, des étudiantes et étudiants ainsi que du personnel de recherche du Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS pour la conduite de leurs projets de recherche.
Il est également possible d’utiliser nos ressources dans le cadre de collaborations externes ou de contrats de recherche et développement. Contactez-nous pour obtenir plus d’information sur les services offerts.
Les matériaux ferroïques sont utilisés dans de multiples applications allant du stockage magnétique de l’information, comme les disques durs, aux détecteurs d’incendies pyroélectriques, aux multiples applications des matériaux piézoélectriques, ou à la présence de couches minces ferroélectriques dans les filtres accordables se trouvant dans tous les téléphones intelligents.
Les matériaux multiferroïques, en particulier les matériaux multiferroïques magnétoélectriques, peuvent étendre ce domaine d’application déjà très vaste. Ces matériaux sont prometteurs pour développer des dispositifs de stockage de l’information plus rapide et consommant beaucoup moins de puissance, dissipant ainsi beaucoup moins de chaleur. Ils pourraient possiblement être utilisés pour des détecteurs de champs magnétiques très sensibles fonctionnant à température ambiante, par exemple, alors que les détecteurs SQUID utilisés présentement dans les appareils d’imagerie médicale doivent être refroidis à de très basses températures.
Le domaine de la spintronique fait également miroiter nombres d’applications prometteuses.
Les équipements de l’Unité de recherche de pointe pour les couches minces épitaxiées et les nanostructures de matériaux fonctionnels ont été obtenus à l’aide de subventions de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et le programme Outils et Instruments de recherche du Conseil de recherches pour les sciences naturelles et le génie du Canada (CRSNG).
Personnes-ressources
Professeur et responsable scientifique
Téléphone : 514 228-6805
pignolet@inrs.ca
Unité de recherche de pointe pour les couches minces épitaxiées et les nanostructures de matériaux fonctionnels
Institut national de la recherche scientifique
Centre Énergie Matériaux Télécommunications
1650, boulevard Lionel-Boulet
Varennes (Québec) J3X 1P7
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