Responsable du groupe Attophysique : Pascal SALIERES

Objectifs scientifiques

Le développement des lasers ultrabrefs produisant des impulsions intenses parfaitement contrôlées de quelques cycles optiques a ouvert des perspectives insoupçonnées. Il est ainsi devenu possible de contrôler leur interaction avec la matière avec une précision femtoseconde (fs) voire attoseconde (as) et, en particulier, de créer des sources secondaires de rayonnement XUV de durée attoseconde en utilisant le processus de génération d’harmoniques d’ordre élevé (HHG). Ces sources IR-fs/XUV-as avancées permettent de sonder la structure et la dynamique de la matière sur les échelles atomiques/électroniques de temps et d’espace (Angström). Les possibilités inédites de contrôle de ces dynamiques et les importantes retombées potentielles ont fait de ce domaine un sujet brûlant dans la communauté scientifique avec une concurrence internationale intense.

En se fondant sur l’expertise développée au cours des 30 dernières années, le Groupe AttoPhysique s’est donné les principaux objectifs suivants:

I) comprendre et contrôler la dynamique de rediffusion en champ laser intense d'un électron avec le cœur ionique, qui conduit à plusieurs processus importants, tels que la diffusion élastique ion-électron, l’ionisation multiple, ou la recombinaison avec émission d’impulsions attosecondes de lumière XUV;

II) développer les technologies attosecondes, c'est-à-dire la synthèse de sources attosecondes avec des propriétés contrôlées (polarisation, impulsions uniques/multiples séparées dans l'espace/temps,...), leur caractérisation avancée à l'aide de la métrologie attoseconde, la construction de lignes de lumière attoseconde intégrées, stables et fiables pour les utilisateurs;

III) développer de nouveaux types de spectroscopies (spectroscopie harmonique, spectroscopie de photo-ionisation attoseconde) utilisant l'émission attoseconde afin d'étudier les dynamiques électroniques et nucléaires ultrarapides  en phase gaz;

IV) développer de nouvelles techniques d'imagerie sans lentille avec des résolutions temporelles (atto/femto) et spatiales (nano) permettant de résoudre des dynamiques de processus variés (renversements de spin de nano-domaines magnétiques Co/Pd, imagerie de cellules biologiques);

V) Etudier la génération d’harmonique dans les solides : semiconducteurs, diélectriques, matériaux 2D (graphène, MoSe2, …), riche d’applications potentielles: production d’impulsions attosecondes « all-solid-sate », manipulations spatio-temporelles (contrôle du moment angulaire orbital ou de spin), nanoplasmonique, optoélectronique pétahertz.

      

Sujets de recherche

  

 

 

 

 

 

 

 

L’activité scientifique de ce groupe est centrée sur l’étude des effets d’irradiation dans différentes classes de matériaux isolants : verres simples ou complexes (fibres en silice dopées ou non, verres de stockage pour le nucléaire…), composés anhydres des ciments et bétons... Les irradiations se font pour une large part sur l’accélérateur SIRIUS du LSI, et également sur les lasers de l’IRAMIS. L’objectif scientifique est de comprendre les mécanismes de formations de défauts ponctuels, de modifications des propriétés structurales et électroniques.

On distingue différents axes scientifiques :

   

 

 

 

 

Responsable : Gérard BALDACCHINO

 

Les activités du groupe Dynamique et Interactions en phase COndensé e (DICO) concernent des processus physico-chimiques en solution avec un accent particulier sur les interactions moléculaires et les aspects dynamiques. Sont étudiés des molécules simples, des multichromophores  et des nanocristaux. DICO étudie des états électroniquement excités et leur relaxation, le transfert d’énergie et des charges, l’ionization, la formation des radicaux libres, la dynamique des réactions. Il utilise la spectroscopie d'absorption et  de fluorescence de la centaine de fs à la centaine de ms. En parallèle, des calculs théoriques visent à décrire la complexité des phénomènes. DICO fait aussi un effort de dissémination de ses résultats vers le grand public.

Ses principales thématiques sont:

Responsable du Groupe : Isabelle MONNET

"MAtériaux, Défauts, IRradiation"

Le groupe MADIR est composé d’une vingtaine de membres comprenant des doctorants, post-doctorants, techniciens, chercheurs et enseignant-chercheurs.

Les membres du groupe MADIR ont une forte implication au sein de la plateforme CIRIL du CIMAP, qui organise et gère les expériences de physique interdisciplinaire du GANIL. Afin d’apporter la meilleure aide aux expérimentateurs de la plateforme CIRIL, les thématiques de recherche des membres du groupe sont aussi larges que possible :

  • Interaction ion-matière (effets de surface et dans le massif, pulvérisation)
  • Science des matériaux (étude des défauts, cristallographie, propriétés physiques des matériaux sous irradiation)
  • Chimie (glaces d’intérêt astrophysique et polymères sous irradiation)

Groupe GMT-MSIN : "Modélisation des Surfaces Interfaces et Nanostructures".

Au premier janvier 2014, l'équipe MSIN, issue du SPCSI, a rejoint le SPEC, en fusionnant avec l'équipe théorique "Mésoscopie et Thermoélectricité (GMT)".

Le groupe "Systèmes Complexes et Fracture" a rejoint l'équipe SPHYNX du SPEC début janvier 2014.

Membres du laboratoire GMT-Thermoélectricité et GMT-MSIN.

Contacts: C. Barreteau (GMT-MSIN) ou D. Bonamy (SPHYNX- Syst. Complexes).

Le groupe "Infrastructures et développements - INFRA" est composé de 18 collaborateurs répartis en quatre équipes :

Le groupe INFRA assiste les autres groupes du LLB pour les développements instrumentaux liés aux programmes scientifiques du LLB. Il fait également partie des "équipes-projets" de développement d’instrumentations (ESS, Collaborating Research Group-CRG (ILL et PSI), un p rototype de source compacte Sonate (Prélude)...) sur toute la durée des projets, en prenant en charge les phases de conception, de design et de réalisation des instruments de diffusion des neutrons et de l'instrumentation associée.

La matière molle, la science des matériaux et la biologie partagent le même terrain: le contrôle des interactions de l'ordre de l'énergie thermique (KBT)  autorisant la formation d'architectures complexes présentant des dynamiques, des cinétiques ou des durées de vie spécifiques. Les objectifs de l'équipe "Matière molle, biophysique et nanomatériaux", au travers de ses 4 thématiques, sont de comprendre à la fois

  • i) la structure des entités individuelles (molécules, nanoparticules, polymères, tensioactifs et phospholipides) dont la taille caractéristique se situe typiquement entre 0.1 et 50 nm,
  • ii) les mécanismes sous-jacents de leur auto-assemblage et de leur dynamique, ce qui permettra de contrôler et d’ajuster les propriétés spécifiques des matériaux inertes, fonctionnels ou biologiques aux échelles nanométriques (1-100 nm) et micrométriques (100nm-1 mm).

La spécificité du groupe MMB est la définition, la conception et la production des échantillons parfaitement adaptés aux objectifs scientifiques. La disponibilité des plateformes de caractérisation physico-chimique, complétées par des compétences en chimie et en biologie, sont des atouts clés pour assurer le succès dans la préparation des échantillons pour les études par diffusion des neutrons.

La stratégie expérimentale est ainsi construite sur les avantages offerts par la palette complète de la diffusion des neutrons statique et dynamique et en particulier les techniques associées au marquage isotopique H/D et de variation de contraste. La structure en volume (diffraction, Diffusion aux Petits Angles DNPA, imagerie) ou aux surfaces et interfaces (réflectométrie) ainsi que l'étude des relaxations jusqu'à plusieurs dizaines et centaines de nanosecondes (Etudes en temps de vol ou écho de spin) sont plus particulièremetn étudiés. Ces travaux de recherche s’inscrivent au coeur des enjeux sociétaux de demain, tels que la conception de nouveaux matériaux, la production et le stockage de l’énergie, la santé et l’agroalimentaire.

L'équipe s'intéresse à la dynamique photo-induite de systèmes isolés : molécules organiques, radicaux, agrégats moléculaires, complexes de van der Waals. Le comportement dynamique de ces systèmes est évidemment lié à leur structure.

Notre équipe associe donc des outils propres aux études dynamiques à ceux propres aux études de structure. Nos travaux, expérimentaux à la base, sont systématiquement complétés par des modélisations théoriques. Celles-ci sont conduites, soit via des collaborations externes, soit directement dans l’équipe. Nos études portent non seulement sur la dynamique intrinsèque de systèmes modèles sans interaction avec un milieu extérieur mais également sur les processus de solvatation en associant ces espèces à des molécules de solvant dans des complexes de van der Waals.

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.

Nos activités de recherche s'articulent autour des thématiques suivantes (plus de détails ici):

  • Thermoélectricité à l'échelle mésoscopique (cavité chaotiques, nanofils)
  • Thermoélectricité de solutions électrolytiques (en collaboration avec le SPHYNX)
  • Electronique moléculaire
  • Spintronique, magnétisme et effet Kondo
  • Simulations d'imagerie STM (Scanning Tunneling Microscope) et SGM (Scanning Gate Microscopy) de molécules, boites quantiques et contacts ponctuels quantiques
  • Utilisation et développement de méthodes numériques variées (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité, Algorithme des Fonctions de Green Récursif, Monte Carlo, Groupe de Renormalisation Numérique, ...)

Welcome to the webpage of the GMT group! The group was formed in January 2014 after SPEC and SPCSI labs fused together into one big research service. The staff is made of 6 permanent researchers (5 CEA, 1 CNRS), two post-doc researchers and two PhD students. Cyrille Barreteau is the head of the group.

Our research activities revolve around several main axes (more details here):

  • Thermoelectric conversion in mesoscopic structures (chaotic cavities, nanowires)
  • Thermoelectric conversion in organic electrolytes (in collaboration with SPHYNX group)
  • Molecular electronics
  • Spintronics, magnetism and Kondo effect
  • Simulation of STM (Scanning Tunneling Microscope) and SGM (Scanning Gate Microscopy) imaging of molecules, quantum dots and quantum point contacts
  • Use and development of various computational methods (Density Functional Theory, Recursive Green Function Algorithm, Monte Carlo, Numerical Renormalization Group, ...)
PCR

Le Laboratoire de Radiolyse est membre coordonateur du réseau radiolyse du CEA.

Le Laboratoire de Radiolyse a renouvelé ses thèmes de recherche en les centrant sur les processus physicochimiques et biochimiques de l’interaction rayonnement – matière. Le Laboratoire de Radiolyse développe des actions de recherche sur les thèmes suivants : événements primaires, milieux confinés et interfaces, conditions extrêmes de température et de pression, biochimie sous rayonnement.

Le Laboratoire "Archéomatériaux et Prévision de l’Altération" LAPA réunit des équipements et des chercheurs du CEA (NIMBE) et du CNRS (NIMBE UMR3685 et Laboratoire Métallurgies et Cultures de l'Institut de recherche sur les archéomatériaux IRAMAT UMR5060). Le LAPA est spécialisé dans l’étude des systèmes composites constitués pour partie de matériaux métalliques.

Membre du LABEX PATRIMA            Membre du réseau CAIRN                    Membre du DIM MAP

                                                                                                                          

Actualité juin 2020 :

Une plateforme d’acquisitions multi dimensions (PAMUD) conçue par le LAPA

Appel à projet DIM « Matériaux anciens et patrimoniaux » (MAP)

 

Le LAPA impliqué dans le chantier Notre-Dame :

Les chercheurs du LAPA sont membres de l’association des scientifiques pour la restauration de Notre-Dame. Philippe Dillmann est chargé de mission pour coordonner avec Martine Regert le chantier CNRS Notre-Dame (lire l'interview dans le CNRS Hebdo, visionner l'audition à l’ Office Parlementaire d'Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques) NOUVEAU ! Notre-Dame de Paris : du bois et du fer, un film CEA (communication DRF-CEA, 2019) voir la VIDEO

 Nos derniers ouvrages :

                                                                              

 

Les travaux de recherche du LAPA s'articulent autour de deux grands axes :

LE PREMIER AXE DE RECHERCHE du LAPA a trait à la compréhension de la dégradation des systèmes  sous l'effet de la corrosion à très long terme. Ces études permettent de fournir des données cruciales pour la modélisation à très long terme et la protection des matériaux et ont plusieurs domaines d’application : le principal est la prévision de la corrosion et de l’altération sur des durées multiséculaires des matériaux métalliques employés dans les concepts d’entreposage et de stockage des matières nucléaires.Cet axe de recherche qui considère les systèmes archéologiques comme des analogues, apporte également de nombreuses retombées dans le domaine de la conservation et la restauration des matériaux du patrimoine.

 

 

 

LE DEUXIEME AXE DE RECHERCHE du groupe concerne des applications liées aux sciences humaines, plus spécifiquement l’archéologie et l’histoire des techniques. En effet, la compréhension fine de la structure et de la composition microscopique des matériaux peut amener à en reconstituer l’histoire thermo-chimique mais également à fournir des indications sur leur provenance. Nos travaux pour mettre au point et développer (en collaboration avec le LMC14 du CEA) la datation de l’acier par radiocarbone offrent des perspectives importantes pour la connaissance de la métallurgie ancienne. Enfin, les méthodes d’investigation développées au sein du groupe sont utilisées pour la compréhension et la prospection de sites archéologiques liés à différentes métallurgies (voir notre site référence de Castel-Minier).  

 

         

 (homepage in English)

Le LEPO rassemble les activités de recherche du SPEC dans le domaine de la Physique des Interactions en Champ Proche.

Les membres du LEPO

Contact LEPO


 

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. Developments involve both analogue and digital signal processing, covering all the acquisition chain which may comprises preamplifiers, Analogue-to-Digital Converter (ADC), Digital-to-Analogue Converter (DA), microcontroller, microprocessors of Field-Programmable-Gate-Arrays (FPGAs). Subsequent domains are also covered such as computer science including data processing, especially machine learning for identifications.

Au sein du Laboratoire d'Etude des Eléments Légers (LEEL), les thèmes de recherche se concentrent autour du comportement des éléments légers dans les matériaux pour l'énergie. Les activités vont de la synthèse des matériaux à la caractérisation. Celle-ci s'appuie en grande partie sur l'outil spécifique du laboratoire, la microsonde nucléaire, instrument particulièrement adapté au suivi des éléments légers. En particulier, les processus de diffusion, de précipitation et de ségrégation des éléments légers peuvent être appréhendés de manière locale à l'aide de réactions nucléaires judicieusement choisies, que ce soit en utilisant des traceurs isotopiques ou en dosant directement l'élément recherché. Nous appliquons ainsi ces méthodes aux matériaux pour l'énergie et la technologie (matériaux pour accumulateurs électrochimiques & piles à combustible, matériaux du nucléaire). Dans certains cas, ces études sont menées sur des échantillons fortement irradiants grâce à la ligne chaude Casimir.

Nous employons également les microfaisceaux d'ions afin d'étudier les processus issus de la radiolyse, comme la réponse à l'irradiation locale et à faible dose de cellules en culture. Il est en effet observé que la réponse d'une culture cellulaire irradiée ne se limite pas aux seules cellules ciblées, mais que les cellules voisines (dites « bystander ») participent également à la réponse à l'irradiation. Cet effet est particulièrement observable à faible dose et s'étudie avec des dispositifs d'irradiation en mode ion par ion.

L'ensemble de ces thèmes sont menés souvent en étroite collaboration avec d'autres équipes du CEA et du CNRS.

Le laboratoire accueille également auprès de la microsonde nucléaire des équipes extérieures qui bénéficient ainsi d'un support scientifique et logistique pour la réalisation d'expériences validées par un comité de programme.

Membres du groupe LEEL.

Contact : Hicham KHODJA

Pages WEB du Groupe Photemission, Photodiffraction et Spectromicroscopie

Les activités de recherche du groupe portent sur l'analyse de la structure électronique et chimique de surfaces et d'interfaces à l'aide de techniques de spectroscopie et de diffraction des photoélectrons.

Contact : N. Barrett

Membres du laboratoire.


Notre équipe fait partie du Service de Physique de l'Etat Condensé de l’Institut IRAMIS, du "Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives" (CEA). Nous focalisons notre étude sur les structures électronique et chimique des oxydes fonctionnels. Nous utilisons une large variété de techniques d’analyse des surfaces fondées sur le principe de photoémission, telles que la spectroscopie de photoémission par les rayons-X (XPS), la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), la microscopie d'électrons photoémis (PEEM), mais aussi des techniques à sondes électroniques telles que la microscopie d'électrons lents (LEEM).
Notre travail expérimental est mené en laboratoire ou en synchrotron, et nous accordons une grande importance à la création de collaborations durables avec des groupes experts en croissance de couches minces en épitaxie, ainsi qu'à la complémentarité des analyses expérimentale et théorique.

L'équipe est dirigée par Dr. Nick BARRETT.

LICSEN was created in January 2014 by association within the NIMBE (UMR 3685) of  the former groups LCSI (SPCSI) and LEM (SPEC)


see our publications here:

 

see our latest news here:

 

main industrial partners:

   

The LICSEN (Laboratory of Innovation in Surface Chemistry and Nanosciences) combines chemists and physicists (12 CEA staff members, 2 university associates, ~12 Ph.D students and postdoctoral fellows) around a core expertise in the field of chemical functionalization of surfaces and nanomaterials. The main objective is to provide these surfaces and nanomaterials with additional properties of interest in the fields of renewable energies and nanosciences for information and health technologies. Our studies expand from the understanding of chemical and physical mechanisms at the fundamental level up to the development of patented processes. The laboratory notably has strong interactions with industrial partners, in particular through bilateral projects and joint laboratories.

Learn more about our research topics following this link:

- Chemical Functionalization of Surfaces (Graftfast, SEEP, antibacterial surfaces, surfaces for depollution...)

- Chemistry of Nanomaterials (nanotubes, graphene and other 2D materials...)

- Materials for energy conversion & storage (batteries, fuel cells, PV...)

- Innovative Technologies for Biology & Healthcare (biosensors, implants, drug delivery)

- Organic & Molecular Electronics (organic devices and circuits, printed Electronics...)

 

L'essentiel des travaux du laboratoire de cryogénie du SPEC porte sur des développements cryogéniques dans le domaine des très basses températures aboutissant à la réalisation et à la mise au point de réfrigérateurs 3He et à dilution 3He-4He très performants permettant d'obtenir dans le premier cas des températures inférieures à 0.3 K et dans le cas de la dilution des températures inférieures à 10 mK.

Les prototypes sont capables de travailler dans des conditions d'expériences sévères tout en offrant une grande facilité d'emploi et une rapidité de mise en route. Cet effort de simplification s'est imposé par l'utilisation de plus en plus fréquente des très basses températures dans les laboratoires dans des domaines nouveaux aussi variés tels que : l'électronique quantique, la détection de particules à l'aide de bolomètres ultra-froids, les mesures magnétiques en champ magnétique fort, ainsi que les mesures couplant magnétisme et optique.

LCMCE

Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE) est spécialisé dans l’étude et la synthèse de composés moléculaires actifs, basés sur la chimie des métaux de transition, des éléments f et des éléments du groupe principal.

La réactivité de ces composés organiques et organométalliques est mise à profit dans l'activation de petites molécules, telles que H2, CO et CO2, et dans leur conversion catalytique en molécules valorisables.

Les recherches variées menées par le LCMCE sur les ions des métaux f, visent à exploiter leurs particularités chimiques sur les plans fondamentaux et appliqués dans les divers domaines de la chimie moléculaire (synthèse, structure, réactivité, activation de petites molécules, de la catalyse, des matériaux, du magnétisme et de l’optoélectronique). Le couplage des études expérimentales et théoriques permet de relier les propriétés physico-chimiques des complexes à la nature de l’interaction métal-ligand en soulignant le rôle des orbitales f.

 

depuis janvier 2015: le LISO a rejoint le LNO

 

Responsable : Martine Mayne

Le LEDNA (Laboratoire Edifices Nanométriques) comprend 18 permanents et une douzaine de doctorants, post-doctorants et CDD.

Axée sur la recherche fondamentale en nanosciences, son expertise porte sur le développement, selon une approche bottom-up, de méthodes de synthèse et d’élaboration de nano-objets ou matériaux nanostructurés originaux. L'objectif est de répondre à des applications à fort impact sociétal dans le domaine de l’énergie, de l’environnement, de la santé et des matériaux composites fonctionnels.

Le LEDNA a pour principal objectif scientifique d'étudier les phénomènes physico-chimiques à mettre en œuvre pour concevoir des procédés de synthèse performants  (rendement, efficacité...) en phase gazeuse ou en phase liquide et  d'analyser  leurs propriétés physique, chimique et mécanique intrinsèques résultant de leur faible taille, ou à l'issue de leur  mis en forme dans des matériaux ou des dispositifs , en vue d'applications.

Ces recherches sont organisées autour de 5 thématiques :

Le LEDNA mène également des travaux transverses de fonctionnalisation de surface et de mise en forme des nano-objets. Il s’intéresse aux impacts sociétaux de ces nano-objets en étudiant leur toxicité, en collaboration avec des biologistes.

Pour mener ces études, le LEDNA réalise des développements instrumentaux :

  • lentilles aérodynamique pour générer des jets de nanoparticules pour la synthèse et l'analyse (au laboratoire et sur synchrotron)
  • de dispositifs de synthèse dédiés aux analyses in situ (au laboratoire et sur synchrotron)
  • de techniques d'analyse en ligne des procédés (spectrométrie de masse, LIBS...)

et dispose d'équipements de caractérisation performants adaptés à l'étude de nanoobjets : MEB-FEG, Spectroscopie Raman,  Spectroscopie de corrélation de photons... et de mesures des propriétés chimiques, physiques ou mécaniques : mesures électriques, électrochimiques...

Et se déplace sur les grands instruments (SOLEIL, ESRF...)  : dépôt de projets et collaborations sur temps de faisceau interne.

Une des spécificités de l’équipe LEDNA est l’équilibre entre études académiques et appliquées : pour les systèmes ayant atteint un niveau de maturité permettant de proposer une valorisation industrielle, le LEDNA se préoccupe, par des travaux de R&D conjoints, de transposer les procédés de synthèse et les dispositifs élaborés au laboratoire à l'échelle supérieure pré-industrielle (prototypes, TRL 2 à 5). Pour cela, le LEDNA s’appuie sur les partenariats existants (Sté Nawatechnologies, Sté Ethera, RTE-France...) ou en construction, et collabore avec de nombreuses équipes de recherche nationales (ICMO et LPS d'Orsay, CEA-LITEN, ICGM Montpellier, LNIO UTT-Troyes...) ou internationales (NTU Singapour, Karlsruhe-KIT, Université de Birmingham...).


Laboratoire commun Ethera-SPAM/LFP à l’Iramis

imgLa signature d'un accord entre la nouvelle Start-up "Ethera" et le SPAM/LFP pour la création d'un laboratoire commun de recherche et développement, nommé 'Limpid' a eu lieu le 22 décembre 2010.

Ce laboratoire commun est implanté sur le site du CEA Saclay, en synergie avec le laboratoire "Edifices Nanométriques" (IRAMIS/SPAM-Laboratoire F. Perrin CEA-CNRS), dont sont issues les recherches sur les capteurs à base de matériaux nanoporeux de l'équipe de Thu-Hoa Tran-Thi.

 

Objectifs Scientifiques

Le Laboratoire Francis Perrin est spécialisé en Chimie Physique. Une grande majorité des travaux porte sur l’interaction des systèmes moléculaires avec la lumière (UV-visible-infrarouge). Ses objectifs s’articulent selon quatre directions qui sont en forte synergie :

  • description des processus fondamentaux intervenant dans l’interaction des systèmes moléculaires avec la lumière et, en particulier, ceux qui relèvent de la femtochimie ou sont induits par des effets collectifs (biomolécules, agrégats)
  • utilisation de la lumière pour élucider certains processus naturels (repliement des protéines, apparition de mutations cancérigènes…)
  • contribution à l’essor des nanosciences et nanotechnologies
  • développement des applications dans le domaine de l’environnement, des nouvelles énergies, de la santé...

 

 

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.

SITE LNO

The overall strategy of our laboratory is in depth understanding of magnetism in condensed matter with a good balance between state-of-the-art research, development of new instruments, and applications.

LNO  WEBSITE

 

LSDRM

    

Le Laboratoire de Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM) fait partie du NIMBE - UMR CEA-CNRS 3685.

Les recherches menées au LSDRM sont centrées sur le développement et l’utilisation de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). De nouvelles méthodes et des approches originales sont développées pour des applications allant de la phase gaz à la phase solide, pour une meilleure connaissance de la structure fine des matériaux tels que les verres nucléaires ou les macromolécules biologiques. Les compétences du Laboratoire s’étendent des développements instrumentaux jusqu’aux simulations moléculaires pour la spectroscopie et l'imagerie. 


 

Contact : Michel Mons

L'équipe "LUmière et  MOlécules" regroupe à compter du 1er Janvier 2020 les activités des groupes SBM et DyR du LIDYL.

Historiquement liée à l’application des lasers à la physico-chimie moléculaire, l’équipe "Structures BioMoléculaires" est tournée vers l’interaction des systèmes moléculaires complexes avec la lumière. L’essentiel de l’activité se partage entre trois thèmes principaux, liés à la structure et la dynamique électronique de systèmes flexibles et de biomolécules, et une action de valorisation. 

L'équipe "Dynamique Riéactionnelle" s'intéresse à la dynamique photo-induite de systèmes isolés : molécules organiques, radicaux, agrégats moléculaires, complexes de van der Waals. Le comportement dynamique de ces systèmes est évidemment lié à leur structure. Cette stratégie scientifique permet de comprendre la répartition ddes études en deux thématiques indissociables et un aspect plus technique.

 

  

  

Paires d’ions
Peptides - Peptidomimétiques

 

  

  

Dynamique des états excités
Développement d’un mini canon à électrons ultra-rapide

Cette stratégie scientifique permet de comprendre la répartition de nos études en deux thématiques indissociables et un aspect plus technique :

  

  

  

Structure atomique et électronique
Photo-dynamique et photo-réactivité
Développements - valorisation

 

L’équipe « Structures BioMoléculaires » est implantée au bât 522 du CEA Saclay. Elle maintient son propre parc de lasers nanoseconde et utilise les lasers femtoseconde/picoseconde des serveurs LUCA/ATTOLAB à Saclay et CLUPS à l’Université Paris-Sud ainsi que le Synchrotron SOLEIL. Enfin, elle maintient son propre parc de stations de travail (~ 4 noeuds/50 procs) et utilisent les ressources nationales du « Calcul Intensif » (TGIR GENCI & CCRT-CEA). 

• Membres
• Affiliations
• Collaborations
• Moyens
• Anciens membres

 

L’équipe Dynamique Réactionnelle est implantée majoritairement au bât 462 du CEA Saclay. Sa composante "simulation numérique" l’est en partie au bât 522. Le dispositif expérimental FEMTO est mobile et peut être implantée soit sur LUCA (Saclay) soit sur ATTOLAB (Orme-des-Merisiers).

Les activités de l'équipe "Matériaux Instrumentation Laser" couvrent un large domaine allant de la croissance et l'étude de cristaux massifs pour des dispositifs photoniques, des caractérisations spectroscopiques expérimentales et théoriques des matériaux et la réalisation de dispositifs laser et électroluminescents. Les compétences de cette équipe et celles de l'équipe NIMPH sont complémentaires et de nombreuses collaborations existent déjà entre les deux groupes.

Retrouvez le site WEB du groupe sur le site du CIMAP à Caen.

Contact : Thomas BLENSKI


Notre activité de recherche est centrée sur les propriétés électroniques et radiatives des plasmas denses et chauds. Ce travail a d’importantes implications dans le domaine de l’énergie, en particulier dans les sciences de la fusion thermonucléaire. Nous développons des modèles d’atomes dans les plasmas ainsi que des méthodes pour calculer leur équation d’état. Afin de valider les modèles théoriques, nous effectuons des campagnes sur des grands lasers, et en particulier des mesures d’opacité sur le laser LULI-2000 de l’École Polytechnique.


Ce domaine est à la fois fondamental et appliqué. Parmi les questions fondamentales figure la physique des systèmes Coulombiens fortement couplés. Nos recherches ont des applications dans les installations de fusion inertielle et en astrophysique où les conditions physiques « exotiques » de la matière que nous étudions sont en effet courantes. En fusion inertielle les phénomènes radiatifs sont déterminants pour le transfert d’énergie au sein du plasma. Les opacités radiatives comme les équations d’état des plasmas denses sont nécessaires à la modélisation des scénarios de fusion par confinement inertiel. En astrophysique les phénomènes de transfert radiatif que nous étudions définissent notamment la position de la transition entre les zones convective et radiative dans les intérieurs stellaires, ou la période de pulsation des étoiles beta-céphéides.
 

  

  

Modèles pour la Matière dense et Chaude
Mesures d’opacité dans les plasmas

 

  

  

Plasmas astrophysiques
Étude des plasmas à l’aide de codes détaillés

Les activités du groupe "Matière sous conditions extrêmes" du SPAM rassemblent quatre axes majeurs de recherche :
 

Attophysique / Attophysics

responsable :

Bertrand Carré

Matière à Haute Densité d'Énergie (MHDE)

responsable :

Thomas Blenski

Physique à haute intensité / High Intensity Physics

responsable :

Philippe Martin

 

En suivant les liens ci-dessus, découvrez nos activités de recherche.
Following the above links, discover our research activities !

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.

 

        ENTER OUR WEBSITE
 

Our research activities are:

  1. Electron Wave Optics: electronic interferometer similar to optical ones are available using the edge channels of a 2D electron gas in the Quantum Hall regime. Our Mach-Zehnder interferometer have probed the electron coherence length to shed light on decoherence mechanism.
  2. Electron Quantum Optics: on-demand injection of electrons in a conductor opens a new field of quantum experiments. A new time-resolved excitation carrying a single charge, a Leviton, has been evidenced thanks to electronic Hong-Ou-Mandel correlation and noise spectroscopy.  
  3. Electron quantum noise and microwave photon noise: photon emission by a conductor is a new field of research. A voltage biased Quantum Point Contact generating shot noise has shown its photon emission cut-off at frequency ev/h. First time measurements of the statistics of photon emitted by a tunnel junction have been done.
  4. Application of Photo-Assisted Shot Noise (PASN): the creation of electron-hole pairs in a quantum conductor by external irradiation leads to photo-assisted shot noise. The first on-chip PASN detector has been built which detects the high frequency noise emitted by a Quantum Point Contact by the PASN induced in another QPC.  
  5. Graphene Plasmonics and Quantum Hall effect: the universal scaling laws of variable range hopping transport limiting the Quantum Hall effect have been determined. The chirality of collective edge magnetoplasmon waves has been evidenced and the cyclotron orbit drift velocity on Graphene edge determined using an original picosecond pulses method.
  6. NEMS: Graphene as a microscopic drumhead mechanical resonator which will be cooled to its fundamental quantum state. Of interest is decoherence time of this truly mesoscopic resonator. Potential application of such a quantum mechanical oscillator as a microwave-optical coupler will also be considered.

1. HR-MAS of micro-scale specimens

1H HRMAS (High-Resolution Magic-Angle Spinning) NMR spectroscopy has found success in the study of metabolome in heterogeneous biospecimens, such as cells, tissues and orgamis, owing to its sample non-destructive nature and simplicity data aquisition. However, NMR in general is an insensitive spectroscopic technique relying on large sample quantity, typically 10-20 mg per spectral data; and it has limited the metabolic invertigations in biology and in medicine. For this reason, there is presently a need to develop new NMR methodologies that are capable for analyzing small-scale specimens. One approach is the use of a micro-size detection under MAS condition, but unlike the standard uMAS commerical probe, it must offers high detection sensitivity without compromising the spectral resolution (i.e., <0.002ppm). Here, we are developing a HR-MAS methodology capable of offering excellent spectral quality in sensivity and resolutoin for metabolic applications. 

 

References:

N. T. Duong, Y. Endo, T. Nemoto, H. Kato, A-K Bouzier-Sore, Y. Nishiyama,  A. Wong. 'Evaluation of a high-resolution micro-size magic angle spinning (HRuMAS) probe for NMR-based metabolic studies of nanometer samples' Anal. Methods 2016, 8, 6815-6820. 

Y. Nishiyama, Y. Endo, T. Nemoto, A-K Bouzier-Sore, A. Wong. 'High-resolution NMR-based metabolic detection of microgram biopsies using a 1 mm HRuMAS probe' Analyst 2015, 140, 8097-8100. 

 

Financial Supports:

ANR-PRC (2016-2019)

ANR-JCJC(2012-2015)

 

L'activité du groupe "Nouveaux états électroniques" concerne les nouveaux supraconducteurs, les isolants topologiques, les nanofils synthétisés par électrodéposition dans une membrane nanoporeuse, les capteurs Hall et les capteurs électrochimiques. Cette dernière activité, et plus particulièrement les capteurs électrochimiques pour la mesure de la pollution aux métaux lourds dans l'eau, est menée en collaboration avec le groupe "Physique et Chimie des Nano-objets", et a occasionné le dépôt de plusieurs brevets.

Les principales thématiques de recherche de l'équipe sont :

Les objectifs de l'équipe "NFMQ", au travers de l'activité de ses groupes de recherche, sont de comprendre les propriétés électroniques et magnétiques de matériaux aux propriétés remarquables ou non conventionnelles, où les effets quantiques jouent un rôle majeur. Parmi ces systèmes, on trouve :

  • les nouveaux matériaux supraconducteurs,
  • les matériaux fonctionnels, tels que les multiferroïques,
  • les matériaux géométriquement frustrés,
  • les systèmes chiraux frustrés (dont les phases de Skyrmions),
  • les systèmes d’électrons f à interactions multipolaires,
  • les systèmes magnétiques moléculaires et nanométriques.

Ces recherches fondamentales peuvent être le terreau de futures applications dans les domaines du stockage et transport de l’énergie, de stockage et lecture de l’information, la production de champs magnétiques intenses et dispositifs de lévitation, l’élaboration de nouveaux types de capteurs (photosensibles, thermosensibles, magnétosensibles, etc.) et dispositifs médicaux (IRM, hyperthermie magnétique).

L'équipe "NFMQ" se positionne dans ce contexte et se propose d’utiliser les techniques de diffusion des neutrons pour participer à l’effort de recherche, fondamentale comme plus appliquée, dans ces domaines. Il s’articule autour de 4 groupes de recherche, "Magnétisme multi-échelle", "Magnétisme quantique", "Systèmes d’électrons fortement corrélés", et "Matériaux fonctionnels".

Voir la page : Thématiques NFMQ : magnétisme, transitions de phase - Etudes par diffusion de neutrons

 

Autres pages décrivants les thèmatiques de recherche :

 

Le groupe Physique et Chimie des Nano-Objets a pour objectif de rassembler les activités de recherche du LSI dans le domaine des nanosciences et des technologies. La création du groupe était précurseur à son intégration dans les trois axes majeurs du Labex Nano-Saclay : nano-électronique, nano-optique et nano-médecine.

Le groupe est composé de 8 permanents : deux professeurs et un maître de conférences à l'Ecole Polytechnique, quatre chercheurs CEA et un ingénieur de recherche à l'Ecole Polytechnique. Si les membres du groupe ont des antécédents scientifiques très différents, ils partagent des intérêts communs avec des compétences complémentaires pour former un groupe dynamique, créatif et hautement interactif.

Le groupe "Physique et Chimie des Nano-Objets"  est intéressé par les "grandes" questions scientifiques fondamentales. Cela ne l’empêche pas de transposer régulièrement ses découvertes scientifiques en applications industrielles.

GQ

WELCOME TO QUANTRONICS ! /  BIENVENUE DANS LE GROUPE QUANTRONIQUE !

ENTER - ENTREZ !

 

Le groupe de Spectroscopie Théorique du LSI est composé de 5 chercheurs permanents (CNRS et Ecole polytechnique) et un ingénieur systèmes (CNRS), et environ douze étudiants en thèse et post-docs. Visitez notre site web officiel.

Le groupe s'intéresse à la théorie fondamentale de la matière condensée et en particulier à la structure électronique. Plus précisément, nous étudions les excitations électroniques, grâce à la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité statique et dépendant du temps, ainsi que la Théorie des Perturbations à Plusieurs Corps. Nous développons des théories ab-initio et des codes de calculs, et nous les appliquons à la fois à des systèmes modèles à des fins de recherche fondamentale ainsi qu'à des matériaux d'intérêt technologique comme l'opto-électronique ou le photovoltaïque. Le groupe fait partie des membres fondateurs du "European Theoretical Spectroscopy Facility" (ETSF) et travaille en étroite collaboration avec des groupes expérimentaux internationaux experts en spectroscopie optique, spectroscopie de perte d'énergie d'électrons, ou de diffusion inélastique des rayons X. Finalement, le groupe de Spectroscopie Théorique a une longue tradition d'enseignement de haut niveau, à la fois sur place et au CECAM, où des écoles sont régulièrement organisées pas nos membres.

Systèmes Physiques Hors-équilibres hYdrodynamiques éNergie et compleXité

Welcome / Bienvenue au SPHYNX

out-of-equilibrium Systems and Physics - HYdrodynamics -  eNergy and compleXity

drapeau français

The SPHYNX team / L'équipe 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. However, most 'real world' systems found in condensed matter, biology, natural or industrial macrocosms are out-of-equilibrium, either because of the presence of external forcing or because they cannot relax back to equilibrium. These systems are often non-linear, disordered and/or complex and present emerging properties of their own.

The goal of SPHYNX is to gather researchers working on different objects but using common tools, those of the statistical physics to tackle the same challenge, that of complexity. Our current research subjects focus on the following domains:

 

Nos thèmes de recherche :


 

Contact: Daniel Bonamy (Responsable du SPHYNX)

 

Contact : Michel Mons

Historiquement liée à l’application des lasers à la physico-chimie moléculaire, l’équipe « Structures BioMoléculaires » est tournée vers l’interaction des systèmes moléculaires complexes avec la lumière. Elle étudie notamment (mais pas exclusivement) des molécules neutres, modèles de biomolécules, isolées en phase gazeuse.  L’objectif scientifique général est de documenter, par diverses spectroscopies laser et par modélisation théorique, les interactions rencontrées dans ces systèmes, aussi bien dans leur état fondamental que dans leurs états électroniques excités. L’un des enjeux est alors de résoudre la complexité conformationnelle, tautomérique, etc… de ces objets afin de pouvoir documenter le rôle de la structure sur leurs propriétés dynamiques, notamment leur dynamique électronique, au travers d’expériences de type pompe-sonde. Ce programme est réalisé grâce à une forte synergie expérience-théorie assurée par la présence simultanée de ces deux compétences au sein de l’équipe, constituée de chimistes et de physiciens

L’essentiel de l’activité se partage entre trois thémes principaux, liés à la structure et la dynamique électronique de systèmes flexibles et de biomolécules, et une action de valorisation. 
 

  

  

Paires d’ions
Peptides - Peptidomimétiques

 

  

  

Dynamique des états excités
Développement d’un mini canon à électrons ultra-rapide

 

L’équipe « Structures BioMoléculaires » est implantée au bât 522 du CEA Saclay. Elle maintient son propre parc de lasers nanoseconde et utilise les lasers femtoseconde/picoseconde des serveurs LUCA/ATTOLAB à Saclay et CLUPS à l’Université Paris-Sud ainsi que le Synchrotron SOLEIL. Enfin, elle maintient son propre parc de stations de travail (~ 4 noeuds/50 procs) et utilisent les ressources nationales du « Calcul Intensif » (TGIR GENCI & CCRT-CEA). 

 

• Membres
• Affiliations
• Collaborations
• Moyens
• Anciens membres

 

Cliquer ici pour consulter le nouveau site 'Supports et Lasers à Impulsion Courte'

L'équipe SLIC (Supports et Lasers à Impulsions Courtes) est un groupe de développement laser et de support technique. La mission principale de SLIC est de fournir des lasers de pointe pour les utilisateurs internes (LIDYL) et externes (nationaux et internationaux).

Le groupe SLIC est ainsi en charge du fonctionnement, de l'optimisation et de l'évolution des installations lasers LUCA, UHI100 et ATTOALAB / FAB1-10 du LIDYL et mène également des programmes de recherche et développement visant principalement à améliorer ces installations laser en termes de performances et de caractérisation selon l'évolution des besoins de leurs utilisateurs.

Une grande partie de la R & D est réalisée en collaboration avec la société Amplitude-Technologies au sein du laboratoire commun IMPULSE. Dans une moindre mesure, le groupe SLIC mène également des activités de RD prospective dans des domaines qui ne sont pas directement liés aux lasers LIDYL mais reposent sur des techniques liées aux lasers femtosecondes, comme l'utilisation de la technique d'amplification CPA dans les LEL XUV.

En outre, le groupe SLIC comprend les ateliers de mécanique et d'électronique, le bureau d'études mécaniques et le support informatique (webmaster et assistance aux utilisateurs). Ce support technique est essentiel au succès des activités expérimentales du LIDYL.
 


The SLIC team (French acronym for Supports and Short Pulse Lasers) is a group of laser development and technical support. The main mission of the SLIC team is to provide state-of-the-art lasers for internal (LIDYL) and external (national and international) users.

 

The SLIC group is thus in charge of the operation, optimization and evolution of the LUCA, UHI100 and ATTOALAB / FAB1-10 laser facilities of the LIDYL and also conducts research and development programs mostly aimed at improving these laser facilities in terms of performances and characterisation according to the evolution of the needs of their users.

 

A large part of the R&D is carried out in collaboration with the Amplitude-Technologies Company within the IMPULSE joint laboratory. To a lesser extent, the SLIC group also conducts prospective R & D in areas not directly related to the LIDYL lasers but relying on techniques related to femtosecond lasers such as the use of the CPA amplification scheme in XUV LELs.

 

In addition, the SLIC group includes the mechanical and electronics workshops, the mechanical design office and the IT support (webmaster and user assistance). This technical support is essential to the success of the LIDYL experimental activities.

 


 Technical description and associated scientific pages.

Contact : Pascal d'Oliveira.

 

Notre activité de recherche fondamentale concerne la modélisation ab initio (basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), Prix Nobel de Chimie 1998) des matériaux pour en étudier les propriétés physiques et inclut :

L’interaction de notre équipe avec son environnement est de trois ordres :

  • économique, par nos contacts avec un industriel ;
  • culturel, par une activité de développement de l'histoire des sciences des matériaux ;
  • sociale, par notre engagement dans la promotion des carrières scientifiques chez les jeunes.

Lien vers nos manuscrits :  habilitation à diriger les recherches (HDR), thèses

 

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