PHY501C: De l atome au matériau
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PHY501C: De l’atome l atome au matériau … …matière condensée, matière molle, bio et nano-objets bionano objets Antoine Georges [email protected] Bertrand Reulet [email protected] Gilles Montambaux [email protected] De la structure atomique aux propriétés macroscopiques … Oxyde de cuivre supraconducteur Image d’un cristal par microscopie à effet tunnel ADN Fullerène (C60) … ett toutes t t les l échelles é h ll iintermédiaires t édi i d du macroscopique au nanoscopique There's Plenty of Room at the Bottom A Invitation An I i i to E Enter a New N Field Fi ld off Physics Ph i Richard Feymann Période 1 : PHY552A : Physique quantique des électrons dans les solides A Georges A. PHY552B : Physique des objets biologiques [BIO] A Ajd A. Ajdari, i U U. B Bockelmann k l PHY556 : Bases physiques des comportements mécaniques des solides, Y. Le Bouar [MECA] PHY557 : Surfaces molles, D. Q Quéré [[MECA]] EA - PHY570 : Matériaux fonctionnels [MECA] - PHY571 : Physique Ph siqu expérimentale xpé im nt l - PHY576 : Approches théoriques aux propriétés quantiques des matériaux - PHY577 : Magnétisme et supraconductivité - MEC579 : Microfluidique 3 cours au choix Période 2 : PHY560A : Systèmes è complexes J.-P. Bouchaud, M. Mézard PHY560B : Conduction quantique et physique mésoscopique G. Montambaux PHY564B : Nanomatériaux et applications électroniques B. Drévillon, R. Ossikovski PHY565 : Des polymères aux membranes biologiques C. Sykes, A. Echard [avec BIO] PHY567 : Physique des composants semi-conducteurs E. Rosencher, H.-J. Drouhin EA 3 cours au choix - PHY581B : Electronique de spin - PHY582 : Couches minces fonctionnelles et surfaces actives: recherche et innovation [chaire Saint-Gobain, ESPCI] - CHI582 : Chimie du solide [ CHIMIE] La mécanique quantique à l’échelle macroscopique: électrons dans les solides: Métaux, isolants, semi conducteurs, semi-conducteurs magnétisme et … supraconducteurs ! Cohérence de phase quantique à l’échelle macroscopique Lévitation par exclusion du champ h magnétique é i dans l’état supraconducteur Physique des électrons dans les solides Composants semi semi-conducteurs conducteurs Conduction quantique et physique mésoscopique EA’s premier trimestre Effets collectifs dans les systèmes macroscopiques: transitions de phase - La supraconductivité (fonction d’onde macroscopique dite BCS). - Magnétisme - Transitions de phase: liquide/gaz, percolation à travers un système poreux, gélification d’une solution polymère, etc… -Autres A t systèmes tè où ù la l complexité l ité estt pertinente, ti t en biologie, bi l i informatique, économie, finance,… Physique des électrons dans les solides Systèmes complexes De la mécanique quantique à la technologie… Le premier transistor (1947) … parce que l’entreprise Bell Labs (USA) avait cru au potentiel technologique de développements fondamentaux … … Physique y q des électrons dans les solides Composants semi-conducteurs Physique mésoscopique et transport quantique EA’s premier trimestre Aujourd’hui: développement de « l’électronique de spin » Électronique de spin… …contrôler les propriétés de transport par le SPIN de l’électron De la découverte , A.Fert, P.Grünberg, 1988 « magnétorésistance géante » … aux applications (IBM, 1997): -Tête de lecture des disques durs -Mémoires Mémoires permanentes MRAM -Capteurs EA électronique de spin Prix Nobel de Physique 2007 Manipulations, imagerie, mesures physiques en bi l i biologie Molécule unique d’ADN d ADN Physique des objets biologiques Des polymères aux membranes biologiques Moteur moléculaire Physique et mécanique de la cellule ADN Colloïdes, ADN, C ll ïd polymères, l è membranes, b gels… l Physique des objets biologiques Des polymères aux membranes biologiques Surfaces molles La physique mésoscopique : propriétés quantiques aux échelles intermédiaires Propagation p d’un électron dans un milieu désordonné d’une onde Gaz 2D, semiconducteur Billard quantique -> Chaos quantique Analogies électron - onde lumineuse Fluctuations universelles de conductance, conductance de speckle Transport quantique et physique mésoscopique Physique mésoscopique et transport quantique Nanotube de carbone Contact moléculaire Le graphène 2004 L’électronique de demain? Nanomatériaux et applications électroniques Conduction quantique et physique mésoscopique Violation de laE loi d’Ohm qx qy Les électrons ont perdu leur masse!! Du microscopique au macroscopique… Surfaces molles Mouillage, adhérence… Une goutte d’eau d eau parfaitement sphérique qui ne mouille pas Bases microscopiques de la plasticité des solides A 380 Bases physiques des comportements mécaniques des solides Période 3 : Stage de recherche PHY595 : PHY593 : PHY591 : MEC593 : Physique de la matière condensée (B. Reulet) Semi-conducteurs et matériaux (H-J Drouhin) Champs particules, Champs, particules matière (P.Fayet, (P Fayet M.Gonin) M Gonin) Rhéologie, biomécanique, MEMs, Matière Molle (D.Quéré) Laboratoires académiques, France, académiques France CNRS, CNRS étranger R& D industriels
