L’IEMN et HORIBA JOBIN YVON s’associent pour créer une équipe mixte de recherche

HORIBA JOBIN YVON et l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN-CNRS) s’associent et créent une « équipe mixte » de recherche visant à développer des outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux. Cette structure, financée par des crédits FEDER de la Région Hauts-de-France, soutient des actions de recherche engagées depuis 2012, notamment sur la fabrication de sondes micro-nano-fabriquées pour applications à la spectroscopie Raman dont HORIBA JOBIN YVON est leader mondial

La thématique de recherche de l’équipe mixte concernera le développement d’outils de caractérisation innovants ainsi que la caractérisation physico-chimique de nanomatériaux par techniques de microscopie à force atomique et de spectroscopie Raman et infrarouge à exaltation de pointe. Le travail portera à la fois sur le design et fabrication de nouvelles générations de sondes de microscopie champ proche par techniques de micro et nano-fabrication, et un travail de nano-caractérisation avancée de propriétés physico-chimiques de matériaux nouveaux.

References

 HORIBA JOBIN YVON est l’un des plus importants fabricants de systèmes et composants de spectroscopie et d’analyses. L’entreprise est leader mondial en spectroscopie Raman. Elle conçoit et fabrique à Villeneuve d’Ascq des appareils à la pointe de la technologie depuis plus de 50 ans. Les équipes de R&D et du laboratoire d’applications HORIBA Villeneuve d’Ascq travaillent actuellement sur le « nano-Raman », technique exploitant l’effet d’exaltation de pointe (« Tip Enhanced Raman Spectroscopy » ou TERS) et qui permet d’apporter à la spectroscopie Raman la résolution spatiale nanométrique des techniques de microscopie champ proche comme la microscopie à force atomique. http://www.horiba.com/fr/

L’IEMN (UMR8520, CNRS – Université de Lille – Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis – Centrale Lille et ISEN-yncréa) a une expertise reconnue internationalement en micro et nano-fabrication (l’IEMN est membre du réseau RENATECH), ainsi qu’en microscopie champ proche. L’IEMN a été lauréat en 2012 d’un PIA EQUIPEX Excelsior (www.excelsior-ncc.eu) couplant la microscopie champ proche aux excitations électriques et/ou optiques du continu au THz. Dans ce contexte, l’IEMN a développé des actions de recherche couplant microscopie champ proche et optique (par exemple SNOM infrarouge ou Terahertz, micro et nano-fabrication de cantilevers), et engagé une activité de recherche en convergence avec les applications visées par la société HORIBA.

Contacts

Researcher l  Thierry Mélin l T 04 32 50 06 59 l thierry.melin@univ-lille1.fr
Presse CNRS l Stéphanie Barbez l T 03 20 12 28 18l stephanie.barbez@cnrs.fr
Presse Université de Lille l Cristelle Fontaine l T 03 20 96 52 57l cristelle.fontaine@univ-lille2.fr

Lire le communiqué de presse 

Séminaire MNMB : Yannick Rondelez, ESPCI

Yannick Rondelez
chercheur CNRS au laboratoire Gulliver à l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Insdustrielle de la ville de Paris

mercredi 7 février 2018
à 14h00, IEMN, Amphi. LCI.

Abstract:

Genetic polymers (DNA, RNA and analogues) and molecular programming techniques open unprecedented opportunities for the creation of molecular-scale information systems. For example, reaction networks with arbitrary topologies, build form synthetic DNA oligonucleotides can display rich non-linear behaviour. We can therefore reproduce in test tubes the fundamental dynamical systems underlying cell-scale computation, like oscillators, bistable switches, etc. In addition, molecular circuits open the route to a number of technological applications. Artificial molecular circuits can be combined with high throughput microfluidics techniques to implement highly parallel signal processing tasks in moleculo. I will discuss in particular a stochastic molecular optimisation technique addressing the challenge of protein design, as well as diagnostic applications.

Biographie:

Yannick Rondelez est actuellement chercheur au CNRS au laboratoire Gulliver (UMR 7083), à l’ESPCI. Après une formation académique en Physico Chimie à l’Ecole Normale supérieure de Cachan, il fait une thèse sur les modèles synthétiques de métallo-enzymes avant de partir au Japon pour un post-doc centré sur la biophysique (étude des protéines-moteurs). De retour en France, il travaille dans le consulting (créativité et heuristique) avant d’être embauché au CNRS, d’abord au Japon (LIMMS). En 2016, il déménage son groupe à l’ESPCI et développe un projet de recherche sur l’information au niveau moléculaire et la manière dont on peut rationnellement assembler des composants chimiques simples pour obtenir des systèmes dynamiques complexes.

Contact:
Yannick Dusch, Dr.
Maître de Conférences / Associate Professor
Tél. 03 20 19 18 16

Un chercheur de l’IEMN, lauréat de l’ERC Grant

Trois chercheurs de la délégation Nord-Pas de Calais et Picardie figurent parmi les lauréats de l’appel à projets ERC Consolidator Grant 2017. Il s’agit de :

– Fabien Alibart (IEMN) pour son projet « An ionoelectronic neuromorphic interface for communication with living systems « ;

– Alejandro Franco (LRCS) pour son projet  » Advanced and Reusable Theory for the In Silico-optimization of composite electrode fabrication processes for rechargeable battery Technologies with Innovative Chemistries « ;

– Anne-Virginie Salsac (BMBI) pour son projet  » Multiphysics study of the dynamics, resistance and targeted therapy potential of deformable Micro-Capsules « .

Ces projets, d’une durée de 5 ans, débuteront en janvier 2018 et recevront un financement respectif de 1,5 millions d’euros, afin de mener à bien des projets de recherche exploratoire.

Les résultats par pays et par domaine se déclinent ainsi :

Sciences Physiques et Ingénierie (PE) : la France se classe en 2ème position avec 30 lauréats, derrière le Royaume-Uni (32) et devant l’Allemagne (24). ;

Sciences de la Vie (LS) : la France est 4ème avec 14 lauréats, derrière l’Allemagne (32), le Royaume-Uni (18) et l’Israël (16) ;

Sciences Humaines et Sociales (SH) : avec 9 lauréats, la France est 4ème, derrière le Royaume-Uni (29), les Pays-Bas (18) et l’Allemagne (11).

Avec 275 propositions soumises en France et 53 lauréats, le taux de succès français pour cet appel s’élève à 19%, soit 6 points au dessus de la moyenne européenne.

A whispering gallery in a drop of water


Acoustic waves can be used to control, agitate and mix fluids with extreme precision. Researchers at the Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie, the Matière et systèmes complexes laboratory and the Institut des nanosciences de Paris have explained how these waves can induce the formation of vortices on the scale of a drop of water. This mechanism is similar to the acoustic phenomenon of the whispering gallery. This work is published in the Journal of Fluid Mechanics, where it is highlighted by a Focus on Fluids.

Highly prized in the biomedical field, microfluidics involves manipulating very small volumes of liquid. While mixing remains a complex operation on these scales, it can be achieved using surface acoustic waves. These waves, with a frequency in the megahertz range, gradually transfer their momentum to the fluid, which then becomes agitated, forming micro-vortices. Researchers at the Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology (IEMNCNRS/Université Lille 1/ISEN Lille/Université Valenciennes/UVHC/École Centrale Lille), the Matière et systèmes complexes (MSCCNRS/Université Paris Diderot) and the Institut des nanosciences de Paris (INSP(CNRS/UPMC) have highlighted the particular topologies of the vortices in a phenomenon similar to a whispering gallery. In this architectural curiosity, sound can be perceived over long distances because it is focused along the vaults. In this way, two people can converse in hushed tones on either side of certain domes.

Here, numerical calculations have revealed the focusing of a group of waves that propagate in periodic orbits along the surface of the drop. They are completely reflected when they reach the inner edge of the drop, the interface between the air and the liquid, and are guided in elliptical loops. The spherical cap shape of the drop, shaped by its surface tension, is responsible for this concentration of waves on three "caustic" points, which are a kind of focal line. This highly heterogeneous arrangement of the acoustic field forces the internal flow to adopt a particular structure, made up of one or two pairs of vortices. It is these vortices that enable efficient mixing within the drop.

Murmur gallery in a droplet. (A-B) trajectory of acoustic rays guided by the droplet surface. (C) Simulation of acoustic currents generated by murmur galleries. (© IEMN - MSC - INSP)

References :
On the influence of viscosity and caustics on acoustic streaming in sessile droplets: an experimental and a numerical study with a cost-effective method
A. Riaud, M. Baudoin, O. Bou Matar, J.-L. Thomas & P. Brunet,
Journal of Fluid Mechanics (July 2017)
DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2017.178

 

Researcher contact :
Antoine Riaud

INSIS communication contact :
insis.communication@cnrs.fr

Un composant térahertz pour manipuler les réseaux sans fil mille fois plus rapides

L’explosion des réseaux sans fil pousse les technologies actuelles dans leurs retranchements. Si les fréquences térahertz offrent les débits nécessaires pour y pallier, elles manquent encore de composants adaptés. Des chercheurs de l’IEMN et de la Brown University de Providence ont donc conçu et testé le premier système mux/demux fonctionnant à ces fréquences. Cet élément permet de « zapper » entre différents flux et d’atteindre un débit mille fois supérieur au Wi-Fi. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Les réseaux sans fil actuels utilisent des micro-ondes de la gamme hyperfréquence, comprises entre 1 et 100 GHz. Comme les vitesses de transmission des données dépasseront dans quelques années les capacités de nos réseaux, le monde de la recherche se penche désormais sur les ondes térahertz1. Grâce à leurs fréquences plus élevées que les micro-ondes, elles atteignent de meilleurs débits. Ces ondes nécessitent cependant d’adapter et de rendre compatible toute l’électronique consacrée aux télécommunications. Des chercheurs de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN, CNRS/Université Lille 1/ISEN Lille/Université de Valenciennes/École Centrale de Lille) et de l’université américaine Brown ont mis au point le premier système de multiplexage et de démultiplexage térahertz.

Grâce à un mux/demux, plusieurs signaux transitent à travers un seul canal de communication et se séparent ensuite à volonté. Ce composant essentiel permet par exemple de transporter plusieurs chaînes de télévision à la fois, ou de connecter des centaines d’utilisateurs sur un même réseau Wi-Fi. Les chercheurs ont ici utilisé deux plaques métalliques parallèles afin de guider les ondes THz. Une fente coupée laisse une partie des ondes s’échapper avec un angle lié à leur fréquence, ce qui les isole et les trie. Le débit total de données démultiplexées a ainsi pu atteindre 50 Gbit/s dans la bande 300 GHz, soit environ 1000 fois celui d’un réseau Wi-Fi standard (54 Mbit/s).

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre de la fondation I-site Université de Lille Nord Europe, au sein du Hub « Human-Friendly Digital World ». Ils ont été soutenus par l’ANR, l’Université de Lille, l’IEMN, le CNRS, RENATECH, PIA Equipex : FLUX (Fibres optiques pour les hauts flux), le projet ExCELSiOR, le conseil régional Nord-Pas de Calais, le FEDER et le CPER « Photonics for Society ».

1 1 GHz = 109 hertz ; 1 THz = 1 000 GHz

© IEMN
Démultiplexeur orientant dans l’espace le signal télécom THz (bande 300 GHz)

References :

Frequency-division multiplexer and demultiplexer for terahertz wireless links
J. Ma, N. J. Karl, S. Bretin, G. Ducournau & D. M. Mittleman
Nature Communications 8, Article number: 729 (2017)
DOI :10.1038/s41467-017-00877-x
https://www.nature.com/articles/s41467-017-00877-x
Researcher contact :
Guillaume Ducournau – IEMN

INSIS communication contact :
insis.communication@cnrs.fr

Seminar : Atomic Resolution Transmission Electron Microscopy experiments on single radiation-sensitive nanoparticles

 

Elvio Carlino, Head of TEM laboratory, a part of the Centre for Electron Microscopy (CEM) of IOM-CNR

Elvio Carlino
Italian National Research Council  Trieste/Lecce, Italy

Novembrer 16 th 2017 -11 h – LCI Salle du Conseil

Abstract:

Transmission Electron Microscopy (TEM) is widely used to study the properties of the matter at the highest spatial resolution. There is a wide literature that reports on the study of single nanoparticles of inorganic material showing how fundamental subtle physical effects can be understood by TEM experiments. High Resolution TEM (HRTEM) enables to directly access the structural properties of individual particles correlating the structure, the crystal perfection, or the presence of defects, to the their behavior enabling the development of new powerful materials for a huge variety of applications. The study of single particles enables to distinguish in a batch of nanoparticles the differences between them and the relevant influence on macroscopic behavior of the material. In the case of radiation sensitive material, like biologic material or nano-crystalline salt drugs, standard HRTEM approaches on single particles could fail due to the damage induced by the high-energy electrons on the specimen. Here will be shown how HRTEM imaging on pristine radiation sensitive single nano clusters can indeed be obtained, enabling to directly image the crystalline properties of soft matter and biologic nanoparticles that was believed not possible to study by atomic resolution TEM.

Seminar : Inside Nature Materials

Maria Maragkou,

Dr. Maria Maragkou,
Senior Editor at Nature Materials.

7 November 2017 at 14h00
Amphitheater – IEMN-LCI

ABSTRACT: 
Since its launch in 2002, Nature Materials remains a leading journal in the field of materials science across many disciplines, aiming at publishing cutting edge science for the relevant scientific communities as well as disseminating exciting results among the wider readership of materials scientists. This talk will describe how these principles shape the editorial process in Nature Materials and other journals within the Nature family, amidst a rapidly changing scientific publishing landscape, underlining the key points from submission of original research papers to publication.

About Maria Maragkou:

Maria joined Nature Materials in January 2015, after briefly working in Nature Photonics. She has a first degree in electrical and computer engineering from the University of Patras, Greece, and a PhD in physics from the University of Southampton, UK on the topic of light-matter interactions in semiconductor microcavities. She then worked as a postdoctoral researcher at the Universidad Autónoma de Madrid, Spain and at the École Normale Superiéure in Paris, studying quantum optics with epitaxial quantum dots.

 

GDRe Thermal Nanosciences and Nanoengineering Workshop

This second workshop of the Thermal Nanosciences and Nanoengineering GDRe will take place on the 23-24 November 2017 in Lille and is intended to map the today's activities in the field of small scale heat transfer.

link: http://microelecsi.iemn.univ-lille1.fr/gdrelille/

Evelyne Lampin & Jean-François Robillard, IEMN local organizers

Deadlines

Abstract submission before October 27rd, 2017.

Online registration before November 6th, 2017.

The GoRe Thermal NanoSciences and NanoEngineering is a European research consortium that began in January 2015 and will run until December 2019.

coordinator Sebastian VolzEM2C, UPR CNRS 288, INSIS

Présentation de la société COBHAM

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Seminar: Embedded many-body perturbation theory for organic electronics

Jing Li

Jing Li
Institut Néel, CNRS and Grenoble Alpes University
Equipe : Théorie de la matière condensée
Tuesday, October 24th 11.30 am/ Salle du conseil LCI

Abstract:
The description of the electronic and optical properties of complex supramolecular systems such as
those of interest in organic electronics represents a severe challenge for first principles techniques,
owing to the large molecular dimensions and to the ubiquitous presence of disorder. We will report
on our original hybrid QM/MM scheme merging many-body perturbation theory (GW formalism
and Bethe-Salpeter equation) with accurate classical polarizable models of atomistic resolution. Our
results for bulk pentacene prove that the gap is insensitive to the partitioning of molecules in QM
and MM subsystems, as a result of the mutual compensation of quantum and classical
polarizabilities, clarifying the relation between polarization energy and charge delocalization. Our
embedded GW calculations, are capable to accurately describe ionization energies and electron
affinities at crystal surfaces of penatcene and perfluoropentacene from first principles.

The electronic and optical properties of the paradigmatic F4TCNQ-doped pentacene in the lowdoping
limit are investigated by a combination of state-of-the-art GW and Berthe-Salpeter manybody
ab initio methods accounting for environmental screening effects, and a carefully
parametrized model Hamiltonian. We demonstrate that while the acceptor level lies very deep in the
gap, the inclusion of electron-hole interactions strongly stabilizes dopant-semiconductor charge
transfer states and, together with spin statistics and structural relaxation effects, rationalize the
possibility for room-temperature dopant ionization. Our findings reconcile available experimental
data, shedding light on the partial vs. full charge transfer scenario discussed in the literature, and
question the relevance of the standard classification in shallow or deep impurity levels prevailing
for inorganic semiconductors.

References :
J. Li, G. D’Avino, I. Duchemin, D. Beljonne, X. Blase, J. Phys. Chem. Lett. 7, 2814 (2016)
J. Li, G. D’Avino, A. Pershin, D. Jacquemin , I. Duchemin, D. Beljonne, X. Blase, Phys. Rev.
Materials, 1, 025602 (2017)