Physique des défauts et Plasticité – PDP

Doctorants de l'équipe PDP

Post-docs de l'équipe PDP

Contexte

Les activités de recherche de l'axe PDP concernent plusieurs problématiques en relation avec les défauts de structure des matériaux, qu’ils soient ponctuels ou étendus, et les propriétés qui en résultent à l’échelle macroscopique. Qu’il s’agisse des propriétés mécaniques (plasticité, fragilité), électriques (conduction, semi-conduction), magnétiques, celles-ci sont déterminées par les structures fines des défauts, leurs interactions et leur organisation. Les échelles de longueur pertinentes vont ainsi de l’échelle atomique (structure fine des défauts) à l’échelle macroscopique (comportement global) en passant par l’échelle mésoscopique (microstructure).

Physique des dislocations et de la plasticité

Les activités de recherche regroupées dans cette opération visent à une meilleure compréhension des dislocations et des mécanismes élémentaires de la plasticité, dans des matériaux massifs ou des nanostructures, et des propriétés qui en résultent à l'échelle macroscopique. La caractérisation et la modélisation des propriétés de défauts tels que les dislocations, les joints de grains, sont ici des activités centrales. On se focalise d'une part sur des matériaux modèles (semiconducteurs, oxydes, métaux), et d'autre part sur des systèmes à la structure plus complexes (phases MAX, matériaux multiphasés et/ou nanocristallins).

Défauts, irradiation et propriétés induites

Cette opération de recherche regroupe différentes études concernant les défauts dans les semi-conducteurs. Ces défauts sont principalement créés par irradiation ou implantation (ions légers, gaz rares, électrons,...). Les thèmes abordés sont très diversifiés, concernant aussi bien l’étude fondamentale des défauts (formation, évolution, ...) que leur possible utilisation en vue d'application (’ingénierie des défauts’). Les semi-conducteurs étudiés sont principalement le Si, SiC, Ge, GaN.

Outils

Différents outils de caractérisation et de modélisation des défauts, adaptés à ces différentes échelles, sont utilisés par les chercheurs de l'axe. La liste, non exhaustive, comprend les simulations numériques (calculs atomistiques, méthodes ab initio), les techniques d'imagerie par microscopie électronique en transmission et à force atomique, la détection des états électroniques localisés dans le gap (DLTS), ou bien encore la caractérisation par des techniques rayons X. Par ailleurs, une grande partie des activités de recherche concerne l'étude des mécanismes de déformation sous sollicitations thermomécaniques diverses, ce qui a conduit au développement de techniques de déformation originales, permettant par exemple l'utilisation d'une pression de confinement.

Programmes nationaux portés par l'axe PDP:

Participation de l'équipe PDP à d'autres programmes nationaux: