UMR 3680 - Laboratory of Condensed Matter Physics (SPEC)
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(homepage in French)

Welcome to the SPEC website

We are the Condensed Matter Physics laboratory of IRAMIS (Saclay Institute for Radiation and Matter), a part of the French National Atomic Energy Commission (CEA) in Saclay, France.

SPEC is "Unité Mixte de Recherche" with the CNRS : UMR 3680.

At SPEC, we strive to be at the forefront of fundamental Condensed Matter Physics Research. Our research interests encompass a wide variety of subject matters ranging from nano- to macro-scopic scales and from the most fundamental aspects of science to applications, patents and technology transfer. SPEC is involved in many collaborations, within the CEA and at the national and international levels.

Director: Patrice Roche

Deputy Directors: Céline Fiorini and Myriam Pannetier-Lecoeur

 
#468 - Màj : 12/11/2019
Thèmes de recherche

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 de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière
Nanomagnétisme, spintronique, matériaux multiferroïques et nouveaux capteurs magnétiques

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.

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.

Physique et vivant / Physics and life
Conversion de l'énergie

Conversion de l'énergie

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.

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.

Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
Groupes de recherche / Laboratoires
Accueil GMT
Bienvenue sur la page d'accueil du groupe GMT! Le groupe a été créé en janvier 2014 suite au rattachement du SPCSI au SPEC. Il rassemble aujourd'hui six chercheurs permanents (5 CEA, 1 CNRS), deux post-docs et deux doctorants. Cyrille Barreteau est le chef de groupe.
Groupe Modélisation et Théorie / Modeling and Theory Group
Laboratoire d'Électronique et Traitement du Signal  (LETS)
Laboratoire d'Électronique et Traitement du Signal (LETS) stands for Signal Processing and Electronic Laboratory. It focuses its researches and development on real-time signal processing, especially for scientific instruments and measurement devices, mostly in basic physics and optics.
  La stratégie globale de notre laboratoire est une compréhension approfondie du magnétisme en matière condensée avec un bon équilibre entre la recherche de pointe, le développement de nouveaux instruments et les applications.
Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO)
Nanoélectronique / Nanoelectronics
The NANOELECTRONICS GROUP activities explore the quantum properties of nano-conductors. In the past, the group developed the world's first electronic quantum shot noise measurements to show the quantum noise suppression by the Fermi statistics, to evidence the e/3 fractional charges in the Quantum Hall Effect regime or to study the statistics GHz photons emitted by quantum conductor.
GQ
WELCOME TO QUANTRONICS ! /  BIENVENUE DANS LE GROUPE QUANTRONIQUE ! ENTER - ENTREZ !  
Quantronique / Quantronics
SPHYNX
Systèmes Physiques Hors-équilibres hYdrodynamiques éNergie et compleXité
Bienvenue au SPHYNX   SPHYNX, created in January 2012, consists of 18 permanent researchers, engineers and technicians from CEA and CNRS. Our active research efforts encompass a wealth of multidisciplinary characters; theoretical, numerical and experimental, to studyphysical systems that are far from equilibrium. Statistical physics of equilibrium systems provides today a well-established framework for classical thermodynamics.
Domaines Techniques
Pour les besoins de leurs recherches, les équipes de l'IRAMIS développent une instrumentation originale.

Intrumentation électronique du LETS / Some LETS's electronic instruments

Instrumentation
Magnétométrie
Les propriétés magnétiques des monocristaux ou films minces peuvent être étudiées par magnétométrie à échantillon vibrant (VSM ou "Vibrating Sample Magnemotry") ou effet Kerr (MOKE).

Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer

The magnetic properties of bulk samples and thin films can be studied by Vibrating Sample Magnetometry (VSM) or Magneto-optic Kerr effect (MOKE). Two VSM measuring devices are available in the IRAMIS: - One device in SPEC - One device in SPCSI   For research on low TC superconductors or more generally on electronic and magnetic matter properties at very low temperature,  specific equipments are developped, like a dilution-fridge equipped SQUID magnetometer.

Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer

Magnetometry
Voir aussi
Voir aussi
Matière Active - Matière Granulaire / Active matter - Granular matter : Matière active : Modélisation d’expériences in vivo Classes d’universalité Interactions non décomposables en paires Equations continues Nouveaux modèles Renormalisation non perturbative Criticalité auto-organisée Voisinages non métriques Matière granulaire : Interaction particules-fluide en rotation. Méca. Stat.
Proposition de Thèse : Lorsqu’ils sont progressivement refroidis, certains liquides ne cristallisent pas : ils restent dans un état de liquide surfondu  et, si le refroidissement est poursuivi, ils connaissent une transition vitreuse à une température en dessous de laquelle ils ne coulent plus. Que se passe-t-il à cette transition ? Cette question ouverte depuis de nombreuses années n’est toujours pas résolue.
SPHYNX Publication List 2007-2011 : 2008 - 2011   Publications
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide : En mettant des nanoparticules magnétiques en suspension dans un liquide, on obtient un ferrofluide. Ce dernier a les propriétés mécaniques d’un liquide et celles d’un matériau magnétique à température élevé (paramagnétisme). Les ferrofluides ont de nombreuses applications, par exemple dans les technologies aérospatiales, le transfert de chaleur ou la médecine.
Faits marquants scientifiques
23 mai 2020
Au sein d'un échantillon solide, réduire la température des spins est une bonne méthode pour améliorer le signal de RMN ou de RPE, puisque cela favorise leur polarisation selon la direction imposée par le champ externe appliqué.
11 juillet 2019
La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, propose une voie originale pour obtenir une source de photons microondes uniques, simple, efficace et brillante.
11 mars 2019
La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, démontre expérimentalement une voie originale pour obtenir une source de photons microonde uniques, simple, efficace et brillante.
30 juillet 2018
Pure spin conductors could behave as nonlinear component in the high power regime, hereby opening up considerably the realm of functions realizable with magnetic materials. An additional feature is that these are continuously tunable by an external magnetic field.  
23 janvier 2018
La résonance magnétique a un impact important dans nos vies de tous les jours, de l’imagerie médicale au contrôle qualité dans la production de bière. Cette technique utilise de puissants aimants et des impulsions radio-fréquence ou micro-ondes pour révéler de faibles concentrations de molécules dans une substance.
23 janvier 2017
An international team published in Nature, the discovery and interpretation of a surprising form of biological collective motion:  They observed that millions of motile cells in dense bacterial suspensions can self-organize into highly robust collective oscillatory motion, while individuals move in an erratic manner.
01 juin 2016
Les verres forment l’essentiel de nos matériaux du quotidien, et prennent une place croissante dans les technologies modernes (fibres optiques, etc…).
23 novembre 2011
K. Katsuyoshi, D. L'Hôte, S. Nakamae, M. Konczykowski, V. Mosser
Le théorème de fluctuation-dissipation, reliant l'intensité des fluctuations d'une observable à la réponse à une sollicitation, est un principe vérifié pour tous les systèmes à l'équilibre thermodynamique.
16 septembre 2010
Eva Zakka-Bajjani, J. Dufouleur, N. Coulombel, P. Roche, D. C. Glattli, and F. Portier
( French version) Contact: Dr. Fabien PORTIER A conductor in equilibrium under a bias voltage shows current fluctuations proportional to its resistance and temperature. This type of noise is known as the Johnson-Nyquist noise, or equivalently, the thermal noise. In a quantum conductor, current fluctuations generate microwave photons which obey chaotic statistics (cf., blackbody radiation) if the conductor is at equilibrium.
15 juillet 2010
Tang Guolei, Zhang Xinfeng, Yang Shihe, Vincent Derycke et Jean-Jacques Benattar
( English version) L’association des propriétés électriques et mécaniques remarquables des nanotubes de carbone à simple paroi (SWNT : Single Wall NanoTubes) pourrait déboucher sur de nombreuses applications dans des domaines variés comme l'électronique flexible, les biocapteurs et les cellules solaires.
14 avril 2010
Benjamin Pigeau, Grégoire de Loubens, and Olivier Klein: Groupe Nanomagnétisme
In a vortex-state magnetic nanodisk, the static magnetization is curling in the plane, except in the disk center where it is pointing out-of-plane, either up (polarity p=+1) or down (p=-1). The lowest energy excitation mode of this ground state is the so-called gyrotropic mode [1], corresponding to a gyration of the vortex core around its equilibrium position at the center of the disk.
15 juillet 2008
D. Bonamy and L. Ponson (SPCSI), D. Santucci (Fysik Institutt Oslo)
Fracture is a phenomenon of everyday life: it is observable at all scales of condensed matter, from the atomic scale (in nanostructures) to the scale of our planet marked by fractures in the continental plates. But, can we find a unifying model to describe the phenomenon? The dynamics of fracture is complex.
16 avril 2008
Delphine Lebeugle, Dorothée Colson, Anne Forget, Michel Viret (IRAMIS/SPEC CEA-Saclay) Arsen Goukassov, Alexandre Bataille (IRAMIS/LLB CEA-Saclay) Magnetic materials are heavily used in the dynamic storage of information (hard disk drive, head for reading). For these applications, they are most often designed in the form of thin films. This was achieved after the birth of the spin electronics or "spintronics" and the discovery of the giant magnetoresistance.
25 septembre 2007
Le mélange des fluides très visqueux intervient dans de nombreux procédés industriels, mais est également présent dans la vie courante. Pour mélanger une pâte à gâteau, par exemple, un enfant va intuitivement remuer les ingrédients avec une cuillère.
Publications HAL
Thèses
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Stages

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Images
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
Granular matter : Surface Flows
Granular matter : Surface Flows
Superconducting-magnetoresistive sensor for very low field measurements
Superconducting-magnetoresistive sensor for very low field measurements
Turbulence in Rotating Flows
Turbulence in Rotating Flows
Turbulence in Rotating Flows
Reduction of the damping induced by nonlinear effects
Reduction of the damping induced by nonlinear effects
Biophysicists discover hidden order in bacterial collective motion
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Coexistence of ferroelectricity and magnetism in the multiferroic compound BiFeO3
Coexistence of ferroelectricity and magnetism in the multiferroic compound BiFeO3
Coexistence of ferroelectricity and magnetism in the multiferroic compound BiFeO3
Coexistence of ferroelectricity and magnetism in the multiferroic compound BiFeO3
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Nonlinear Waves
Brevet : Procédé et dispositif de réduction de bruit dans un signal modulé
Quand le mélange chaotique se heurte à un mur
Quand le mélange chaotique se heurte à un mur
Granular matter : Relaxation and response to a localized perturbation
Granular matter : Relaxation and response to a localized perturbation
Granular matter : Glassy behaviour and dynamical heterogeneities
Granular matter : Glassy behaviour and dynamical heterogeneities
Granular matter : Some applications of our research
Granular matter : Some applications of our research
Universal behavior of the dynamics of slow crack growth
Universal behavior of the dynamics of slow crack growth
Universal behavior of the dynamics of slow crack growth
Universal behavior of the dynamics of slow crack growth
Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer
Quantronique / Quantronics
Subcritical Transition to Turbulence
Subcritical Transition to Turbulence
Subcritical Transition to Turbulence
Subcritical Transition to Turbulence
Chaotic Mixing
Brevet: Circuit de réseau neuronal comprenant des nano synapses et des neurones CMOS
Brevet :  Système de mesure d\'un signal de résonance magnétique à base d\'un capteur hybride supraconducteur-magnétorésistif
Brevet : Dispositif permettant de de détecter un champ magnétique / Device for sensing a magnetic field
Brevet : Procédé de dépôt d’un film mince nanométrique sur un substrat
Brevet :  Dispositif de détection de champ RF/Device for sensing RF field
Brevet : Procédé et appareil de mesures de champ magnétique au moyen d\'un capteur magnétorésistant
Brevet : Dispositif de protection permettant de protéger un circuit contre une attaque mécanique et électromagnétique
Brevet : Dispositif électrique blindé et son procédé de fabrication
Brevet : Procédé et système pour ajuster la sensibilité d\'un capteur magnétorésistif
Brevet : Oscillateur pour hyperfréquences accordé avec un mince film ferromagnétique
Emerging Collective Phenomena in Nanostructured Magnetic Materials
Emerging Collective Phenomena in Nanostructured Magnetic Materials
Brevet : Dispositif de bit quantique supraconducteur a jonctions Josephson
Brevet : Transistor a effet de champ à nanotubes de carbone
Brevet : Dispositif semiconducteur a nanotube ou nanofil, configurable optiquement
Brevet : Dispositif de détection/mémorisation de rayonnements électromagnétiques, procédé de fabrication, utilisation de ce dispositif et imageur l\'incorporant
Une bulle de tensioactif pour aligner des nanotubes de carbone
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide
Illumination from Noisy Conductors
Illumination from Noisy Conductors
Brevet : Dispositif de stockage à tourbillon magnétique
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Complex Liquid Thermoelectrics Research
Brevet : Procédé de fabrication d\'un capteur piézorésistif
Brevet : Procédé de fonctionnalisation de nano-objets en carbone, composition comprenant des nano-objets en carbone fonctionnalisés en suspension dans un solvant organique et ses utilisations
Brevet : Laser plasmonique et son procédé de fabrication
Brevet : Nouveaux dérivés de la triphénylamine utiles comme fluorophores en biologie, notamment pour la microscopie biphotonique.
Brevet : Sonde active pour la microscopie optique en champ proche
Frequency control of vortex core polarity in a magnetic nanodisk
Interdisciplinary Multiscale Platform (IMP)
Transport properties of ferromagnetic atomic contacts
Transport properties of ferromagnetic atomic contacts
Première mise en évidence de la transition vers l\'ordre amorphe dans les verres
Première mise en évidence de la transition vers l\'ordre amorphe dans les verres
Première mise en évidence de la transition vers l\'ordre amorphe dans les verres
Multiferroic Oxides
Brevet : Procédé et dispositif de spectroscopie de résonance de spin électronique de trés haute sensibilité
Brevet : Elément magnétorésistif ayant une meilleure réponse aux champs magnétiques
Brevet : Capteurs de champ magnétique et procédés utilisant un mélange dans un élément à magnétorésistance
MAGENTA H2020 project
MAGENTA H2020 project
MAGENTA H2020 project
Brevet : Système de spectroscopie RMN / NMR spectroscopy system
Optimisation d\'un laboratoire sur puce à base de capteurs GMR pour du diagnostic précoce et rapide
Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière
Oxide nanorods for solar water splitting obtained by aqueous chemical growth
Oxide nanorods for solar water splitting obtained by aqueous chemical growth
Nonlinear properties of pure spin conductors
Nonlinear properties of pure spin conductors
Dissipation Planckienne dans les supraconducteurs à haute température critique
Dissipation Planckienne dans les supraconducteurs à haute température critique
Dissipation Planckienne dans les supraconducteurs à haute température critique
Laboratoire d\'Électronique et Traitement du Signal  (LETS)
Produire des photons dégroupés avec un circuit quantique supraconducteur
Brevet : Système et procédé de suppression du bruit basse fréquence de capteurs magnéto-résistif
Brevet : Procédé et appareil d\'hyperpolarisation de spins, notamment electroniques
Hyperpolarisation de spins électroniques par refroidissement radiatif
Brevet : Ensemble de magnétorésistance comprenant un élément TMR disposé sur ou sous un élément GMR
Brevet : Capteur de courant à multiples plages de sensibilité
Brevet : Système de transfert de données isolé

 

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