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Experts en : Matériaux nanostructurés : fabrication et caractérisation

BOUILLY, Delphine

Professeure sous octroi adjointe

Delphine Bouilly et son équipe assemblent des circuits et capteurs électroniques ultraminiaturisés permettant de sonder les molécules biologiques (ADN, protéines) à l’échelle de la molécule individuelle. En particulier, ils s’intéressent à mesurer la dynamique des interactions entre molécules ou des fluctuations à l’intérieur d’une seule molécule. Le but de ces travaux est de développer de nouveaux outils pour détecter les biomarqueurs associés à différents types de cancer, et de mieux comprendre la mécanique des macromolécules élémentaires, en vue d’informer la conception de médicaments et traitements.

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Côté, Michel

CÔTÉ, Michel

Professeur titulaire

Mes activités de recherche se concentrent dans l'application de la mécanique quantique pour le calcul des propriétés des matériaux. Plusieurs domaines m'intéressent, mais présentement mes travaux se concentrent sur le développement de nouveaux matériaux organiques pour des applications photovoltaïques, la compréhension des propriétés des supraconducteurs de haute température par approche ab initio, et l'étude des nanomatériaux comme les nanotubes.

J'utilise une approche théorique qui fait appel aux capacités des supercalculateurs afin de simuler les matériaux étudiés. Ces méthodes sont à la fine pointe des développements récents comme la théorie de la fonctionnelle de la densité ainsi que les méthodes basées sur la fonction de Green.

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Hamdan, Ahmad

HAMDAN, Ahmad

Professeur adjoint

Au Département de Physique de l'Université de Montréal, je suis professeur adjoint en Physique des plasmas appliqués à la synthèse/fonctionnalisation des nanomatériaux et au traitement des liquides.

Je m'intéresse aux plasmas à la pression atmosphérique et aux interactions plasmas-matière, en particulier celle qui est en phase liquideDans ce contexte, mes activités de recherche sont subdivisées en trois axes :

  • plasma en contact avec un liquide,
  • plasma dans un liquide et 
  • plasma dans un milieu diphasique (par exemple mélange de deux liquides immiscibles ou mélange air-liquide, c.à.d. bulles). 

En plus de la compréhension fondamentale de la science de cette nouvelle famille des plasmas, je développe des applications originales, innovantes et prometteuses. Bien que le champ d’application soit extrêmement large, je m’intéresse à court terme à appliquer les plasmas en phase liquide dans la stérilisation des eaux, la synthèse des nanomatériaux et la production des carburants propres.

Bien que le champ de recherche '' plasma-liquide '' est relativement nouveau, les premiers résultats ont montré qu'il y a une très belle physique à explorer et un potentiel énorme pour résoudre des problématiques sérieuses au niveau mondial.

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Lewis, Laurent J.

LEWIS, Laurent J.

Vice-recteur associé, Professeur titulaire

Mon programme de recherche s'inscrit dans la thématique générale de la physique numérique des matériaux. Ainsi, nous utilisons de puissants calculateurs pour sonder le comportement et les propriétés des matériaux, notamment structurales, et la relation « structure-fonction ». L'approche que nous privilégions est la dynamique moléculaire, qui consiste à intégrer les équations du mouvement d'un système d'atomes sous l'effet de forces issues de « potentiels »; ceux-ci peuvent être génériques (Lennard-Jones, par exemple), empiriques ou semi-empiriques, ou même ab initio. La taille des systèmes varie selon le potentiel utilisé, de quelques dizaines ou centaines à plusieurs millions d'atomes.

La gamme de problèmes que nous étudions est vaste, mais nous avons un intérêt particulier pour les suivants (liste non exhaustive) : (i) Ablation laser et interactions laser-matière; il s'agit ici de comprendre comment la matière réagit à de puissantes et brèves impulsions laser - mécanismes d'éjection, modifications structurales de la cible, propriétés de la plume d'ablation. etc. (ii) Matériaux désordonnés, amorphes ou vitreux; dans ce domaine, nous cherchons à comprendre la structure à courte, moyenne et longue portée de matériaux tels que le silicium amorphe, les verres métalliques, etc. (iii) Comportement thermique des matériaux nanoscopiques; on cherche ici à savoir comment la chaleur se dissipe au voisinage de structures de tailles nanométrique et comment celle-ci se déplace dans des jonctions moléculaires entre nanoparticules, notamment.

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Margot, Joëlle

MARGOT, Joëlle

Professeure titulaire

Mes activités de recherche sont actuellement focalisées sur l'étude et les applications des plasmas froids. Dans ce cadre, je poursuis des recherches dans le domaine de la gravure de couches minces de matériaux pressentis pour diverses applications photoniques et radiofréquences. Je m'intéresse également aux applications des plasmas induits par laser . Ces études revêtent à la fois un caractère fondamental et appliqué, ce qui comprend la modélisation du plasma et sa caractérisation par le biais de divers moyens de diagnostic dont ceux faisant appel aux lasers (fluorescence induite par laser, photodétachement, etc.).

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Mousseau, Normand

MOUSSEAU, Normand

Professeur titulaire

Mes travaux portent sur l'étude numérique du comportement de la matière au niveau atomique. Ainsi, je m'intéresse à la dynamique d'assemblage de protéines en des structures neurotoxiques associées avec des maladies dégénératives telles que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. J'étudie également la formation de nanostructures, tels que l'assemblage de nanofils de silicium sous une goutte d'or ainsi que la relaxation de systèmes désordonnés tels que les verres et les matériaux amorphes. Tous ces systèmes sont caractérisés par une évolution au niveau atomique sur des temps longs, c'est à dire des secondes ou plus. Pour parvenir à suivre cette évolution, je travaille donc également au développement d'algorithmes accélérés qui permettent de suivre le mouvement atomique sur des temps expérimentaux. Les algorithmes développés dans mon groupe sont parmi les plus efficaces aux mondes, ce qui nous permet d'étudier des phénomènes difficilement accessibles autrement.

Je m'intéresse également aux questions énergétiques et de ressources naturelles, du gaz de schiste et du pétrole aux ressources minières. J'ai publié plusieurs livres grand public sur le sujet et j'ai dirigé quelques travaux d'étudiants sur le sujet.

J'animait également l'émission de vulgarisation scientifique La Grande Équation, diffusé à Radio Ville-Marie.

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Schiettekatte, François

SCHIETTEKATTE, François

Professeur titulaire

L'implantation ionique est une technique qui permet de modifier la surface des matériaux en y injectant des atomes à la profondeur désirée, et en quantité précise. Elle est largement utilisée pour le dopage des semiconducteurs lors de la fabrication de circuits intégrés à très haute échelle (VLSI). Étant un phénomène fortement hors-équilibre (les atomes incidents ont typiquement des énergies des millions de fois plus élevées que celle des atomes du matériau) l'implantation génère souvent, à l'échelle atomique, de nouvelles structures qui peuvent, selon le cas, être exploitées pour améliorer les performances de matériaux de haute technologie, ou constituer un problème à contourner.

Par exemple, pendant le dopage, l'implantation engendre des défauts dans les semiconducteurs en déplaçant des atomes du cristal, ce qui est néfaste pour les circuits intégrés. Si le nombre de défauts n'est pas trop élevé, le dommage pourra être corrigé par recuit thermique et le dopant activé. Toutefois, si la densité de défauts dépasse un certain seuil, des dommages permanents apparaîtront dans le matériau et peuvent rendre inutilisables les dispositifs.

À l'inverse, l'implantation ionique génère des défauts qui peuvent être utilisés pour modifier les matériaux. En effet, l'implantation permet de créer, près de la surface, des défauts qui peuvent par la suite diffuser dans le matériau et modifier la composition de couches enfouies par interdiffusion. On peut ainsi changer la longueur d'onde d'émission de puits ou points quantiques et les propriétés de couches magnétiques.

Les faisceaux d'ions permettent en outre de mesurer de façon quantitative et extrêmement sensible la distribution en profondeur des atomes dans un matériau. Nous disposons dans nos laboratoires de plusieurs techniques d'analyse par faisceaux d'ions, notamment la Détection de Reculs Élastiques (ERD), technique inventée dans nos laboratoires dans les années 70, ainsi que l'analyse par Spectrométrie de Rétrodifussion Rutherford (RBS), la canalisation (RBS channeling) et l'Analyse par Réactions Nucléaires Résonnantes (NRRA).

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Stafford, Luc

STAFFORD, Luc

Professeur titulaire

​Les travaux du professeur Stafford visent à mettre en place une nouvelle plateforme vouée à la physicochimie des plasmas froids hautement réactifs à la pression atmosphérique ainsi qu’à leurs applications à la synthèse et à la fonctionnalisation des matériaux et des nanomatériaux.

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