Le développement des nouvelles technologies pour l'énergie implique de maitriser les processus de conversion entre ses différentes formes (solaire, thermique, chimique, électrique, mécanique, ...), ainsi que les procédés de stockage : L'énergie solaire peut être directement transformée en énergie électrique via les processus photovoltaïques et stockée dans des accumulateurs.
Électronique quantique et nanoélectronique
En microélectronique, la mécanique quantique permet d’expliquer les propriétés des matériaux mais l’électrodynamique des circuits reste classique.
Nanomagnétisme, spintronique, matériaux multiferroïques et nouveaux capteurs magnétiques
Ce thème de recherche porte sur l’élaboration et l’étude de matériaux oxydes magnétiques ou multiferroïques* (ferroélectricité associée au magnétisme), la dynamique de l’aimantation dans les nanostructures hybrides et son couplage aux courants de spin (spintronique), le développement de capteurs de champ magnétique ultra-sensibles et la modélisation associée.
La photonique comprend l’ensemble les sciences et technologies impliquées dans la production de photons, leur propagation et leur absorption par la matière. Les propriétés photoniques de la matière condensée dépendent autant des propriétés intrinsèques de ses constituants (molécules, réseau cristallin,…) que de leur organisation aux échelles nanométriques.
Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière
Les grandes installations de l’IRAMIS, telles que les spectromètres de diffusion, de diffraction et les stations d’imagerie de neutrons du LLB ou l’accélérateur SIRIUS du LSI, sont particulièrement adaptées à l’étude des propriétés physiques de la matière condensée.
Physique statistique et systèmes complexes
Un système complexe est constitué d'un grand nombre d'entités en interaction, dont on ne peut prévoir le comportement ou l'évolution par un calcul simple (ex : étude des transitions de phase, turbulence dans un liquide, milieu granulaire, vols d'étourneaux...
Structure électronique et modélisation atomistique
Plusieurs équipes de l'IRAMIS sont impliqués dans les calculs de structure électronique (ab-initio, liaisons-fortes, Hückel etc..) et plus généralement dans la modélisation de la matière à l'échelle atomique, ce qui inclut également l'utilisation de méthodes plus phénoménologiques (potentiels empiriques, Hamiltoniens modèles, etc..
Physique et vivant / Physics and life
Trois " métiers " de l'IRAMIS trouvent une extension naturelle vers la biologie : L'ingénierie moléculaire, où les études d'interactions coopératives de molécules en solution trouvent une suite directe dans l'étude des protéines et des différents modes d'assemblage de molécules d'intérêt biologique, L'étude de la matière à haute densité d'énergie, où les travaux sur la radiolyse et les interactions rayonnement-molécule, se transposent directement à des molécules comme l'ADN, L'étude de la matière ultra divisée, domaine dans lequel les matériaux nanostructurés, la nanophysique et la biologie convergent naturellement.
Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
L’IRAMIS développe des matériaux nanostructurés pour les dispositifs photovoltaïques (PV) organique ou hybride : nanoparticules de silicium dopées ou non incluses dans différentes matrices, molécules spécifiques aux couches d’interface de cellules PV organiques, nanotubes de carbone fonctionnalisés par des chromophores, nanoparticules d’oxydes TiO2 dopées ou non en azote pour les cellules solaires à colorant cellules PV à base de Perovskite.
