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 liquide. Dans 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.

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.).

Le point de départ des travaux de recherche poursuivis est la création et la réalisation de nouvelles sources de plasmas entretenus par des champs électromagnétiques (de fréquences radio et micro-ondes, désignés conjointement champs haute-fréquence (HF)) ainsi que leur modélisation. Les résultats obtenus, notamment dans le domaine des ondes électromagnétiques de surface, ont été particulièrement bien reçus. Certains dispositifs d'excitation de ces ondes de surface comme le surfatron et le surfaguide ont été initialement protégés par des brevets et sont présentement couramment utilises aussi bien en recherche fondamentale qu'en industrie.

Parmi les différentes applications des plasmas qui ont été l'objet d'étude au cours des années, citons la gravure et le dépot de polymères, le dépôt de couches minces de diamant polycristallin (de taille nanométrique), un dispositif pour détruire les gaz a effet de serre utilises (par exemple CF4 et SF6) par les usines de microélectronique (commercialise par la société Air Liquide).

L'effort présent de recherche porte pincipalement  sur l'utilisation du plasma (plus précisement de la post-décharge en flux du mélange N2-O2) pour inactiver les microorganismes dans le but d'arriver a une haute désinfection, voire a la stérilisation, d'objets médicaux. Les différents aspects requis pour obtenir la validation des autorités gouvernementales sont présentement examines en vue d'un transfert industriel.

Champs d'expertise

• Plasmas
• Décharges de hautefréquence (HF)
• Plasmas d'onde électromagnétique de surface
• Modélisation des décharges HF
• Contraction et décontraction des décharges à haute pression
• Stérilisation
• Désinfection
• Physique des plasmas collisionnels

Les activités de recherche du professeur Stafford s’articulent autour de la physique des plasmas hautement réactifs et des interactions plasmas-surfaces ayant lieu au cours de la synthèse, de la gravure et de la modification par plasmas froids (hors équilibre thermodynamique) de matériaux et de nanomatériaux. Plus spécifiquement, la recherche s’oriente selon trois volets : i) Mise au point et diagnostics de sources avancées de plasmas froids hautement réactifs à basse pression et à la pression atmosphérique, (ii) Développement de nouveaux procédés basés sur de tels plasmas froids et (iii) Intégration de ces procédés basés sur les plasmas froids dans des secteurs stratégiques pour le développement économique du Québec et du Canada, en particulier dans le domaine de la fabrication et de la production industrielle, de la valorisation des ressources naturelles, de l'énergie et du développement durable.