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Directeur : Christian Pédrini Adresse internet : http://pcml.univ-lyon1.fr
Composition actuelle de l’unité
Chercheurs CNRS O8
Enseignants-chercheurs 21
ITA 06
ITARF 08
Doctorants 25
ATER, post-docs, chercheurs associés,…
10
TOTAL 78
Matériaux laser
Guides d’ondeoptiques actifs Matériaux
scintillateurset luminophores
Verres et Nanostructures-Géomatériaux
Formation élaboration
de nanomatériauxet cristaux
Opérations de rechercheCristaux laser, non-linéaires,
scintillants, luminophores.Géomatériaux. Composés vitreux.
Films minces luminescents, optiquement guidants et fonctionnalités.Nanoparticules luminescentes, nanohybrides.
Nanoparticules métalliques,et semi-conducteurs. Céramiques transparentes.
Nanostructure et vieillissement des verres
OutilsOutils pour l’élaboration
Outils pour la caractérisation: composition, structure, forme, taille…Outils pour l’analyse des propriétés:
en particulier optiques( spectroscopies)
MASTER « PHYSIQUE ET TECHNOLOGIES »Voie Recherche - Spécialité Atomes, Molécules et PhotonsProposition de sujet de stage Année 2005-2006Nom du Laboratoire : LPCMLGroupe :Films minces: Élaboration, Optique Guidée et Processus photoniques.Responsable de stage : Claudine Garapon & Bernard MoineAdresse, téléphone, e-mail :Bât A. Kastler, 04 72 44 83 35, [email protected]ât A. Kastler, 04 72 44 83 30, [email protected] de l'équipe d'encadrement : Claudine Garapon, Stephan Guy, Bernard Moine.Intitulé du stage :Propriétés de luminescence sous excitation ultra-violet du vide (VUV) de films minces de fluorures élaborés par ablation laser.Résumé du travail demandé : La recherche de nouveaux matériaux luminescents dont le rendement quantique est supérieur à 100% sous excitation VUV, est activement menée dans de nombreux laboratoires aussi bien en France qu'à l'étranger. Il y a en effet assez d'énergie dans un photon ultra-violet du vide (E>7 eV) pour engendrer l'émission de deux photons visibles (3>E>1.6 eV) et ainsi conduire à des rendements quantiques théoriques de 200%. Ce processus est connu sous le nom d'émission de photon "en cascade" (EPC) ou "multiplication de photons". Les fluorures sont de très bons candidats pour ce type de mécanismes, en raison de leur très grande transparence (l<110nm) et de leur faible énergie de phonon qui limite les relaxations non-radiatives. On peut y étudier, en les synthétisant sous forme de films minces, les absorptions des niveaux de haute énergie (bande « d ») des ions luminescents susceptibles de permettre la cascade de photons. La sensibilité de ces niveaux à l'environnement cristallin permet d'envisager une étude très fondamentale de leur positionnement en fonction de la matrice hôte et de la taille des cristallites (nanocristallisation ou épitaxie). La méthode choisie pour l'élaboration des films est le dépôt par ablation laser, méthode encore peu utilisée et originale dans le domaine des fluorures. Elle permet de réaliser des films de très grande qualité optique en contrôlant leur stoechiométrie, leur épaisseur et leur structure cristalline. Le travail consistera à réaliser des films de fluorures d'une épaisseur de quelques mailles à quelques centaines de nanomètres et à étudier leurs caractéristiques structurales (diffraction des rayons X, mesures des indices de réfraction, AFM) et spectroscopiques, en particulier sur une expérience de spectroscopie « ultraviolet du vide » du laboratoire. Compte tenu des résultats préliminaires sur la spectroscopie du matériau massif et sur le dépôt de films, le matériau choisi sera Tm:LiYF4.Ce stage permettra à l 'étudiant de découvrir les différentes techniques: de dépôt, de caractérisations structurales et d'analyses spectroscopiques disponibles au laboratoire et de se former à leur utilisation. Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse : Ce travail pourra être poursuivi en thèse avec un approfondissement de l'étude de ces matériaux et des processus de management de photons.Type de financement envisagé : Bourse du ministère ou contrat industriel (recherches à forte potentialité d'application dans le domaine de l'éclairage et de la visualisation)
MASTER « PHYSIQUE ET TECHNOLOGIES »Voie Recherche - Spécialité Atomes, Molécules et PhotonsProposition de sujet de stage Année 2005-2006Nom du Laboratoire : LPCMLGroupe :Films minces: Élaboration, Optique Guidée et Processus photoniques.Responsable de stage : Claudine Garapon & Bernard MoineAdresse, téléphone, e-mail :Bât A. Kastler, 04 72 44 83 35, [email protected]ât A. Kastler, 04 72 44 83 30, [email protected] de l'équipe d'encadrement : Claudine Garapon, Stephan Guy, Bernard Moine.Intitulé du stage :Propriétés de luminescence sous excitation ultra-violet du vide (VUV) de films minces de fluorures élaborés par ablation laser.Résumé du travail demandé : La recherche de nouveaux matériaux luminescents dont le rendement quantique est supérieur à 100% sous excitation VUV, est activement menée dans de nombreux laboratoires aussi bien en France qu'à l'étranger. Il y a en effet assez d'énergie dans un photon ultra-violet du vide (E>7 eV) pour engendrer l'émission de deux photons visibles (3>E>1.6 eV) et ainsi conduire à des rendements quantiques théoriques de 200%. Ce processus est connu sous le nom d'émission de photon "en cascade" (EPC) ou "multiplication de photons". Les fluorures sont de très bons candidats pour ce type de mécanismes, en raison de leur très grande transparence (l<110nm) et de leur faible énergie de phonon qui limite les relaxations non-radiatives. On peut y étudier, en les synthétisant sous forme de films minces, les absorptions des niveaux de haute énergie (bande « d ») des ions luminescents susceptibles de permettre la cascade de photons. La sensibilité de ces niveaux à l'environnement cristallin permet d'envisager une étude très fondamentale de leur positionnement en fonction de la matrice hôte et de la taille des cristallites (nanocristallisation ou épitaxie). La méthode choisie pour l'élaboration des films est le dépôt par ablation laser, méthode encore peu utilisée et originale dans le domaine des fluorures. Elle permet de réaliser des films de très grande qualité optique en contrôlant leur stoechiométrie, leur épaisseur et leur structure cristalline. Le travail consistera à réaliser des films de fluorures d'une épaisseur de quelques mailles à quelques centaines de nanomètres et à étudier leurs caractéristiques structurales (diffraction des rayons X, mesures des indices de réfraction, AFM) et spectroscopiques, en particulier sur une expérience de spectroscopie « ultraviolet du vide » du laboratoire. Compte tenu des résultats préliminaires sur la spectroscopie du matériau massif et sur le dépôt de films, le matériau choisi sera Tm:LiYF4.Ce stage permettra à l 'étudiant de découvrir les différentes techniques: de dépôt, de caractérisations structurales et d'analyses spectroscopiques disponibles au laboratoire et de se former à leur utilisation. Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse : Ce travail pourra être poursuivi en thèse avec un approfondissement de l'étude de ces matériaux et des processus de management de photons.Type de financement envisagé : Bourse du ministère ou contrat industriel (recherches à forte potentialité d'application dans le domaine de l'éclairage et de la visualisation)
MASTER « PHYSIQUE ET TECHNOLOGIES »Voie Recherche - Spécialité Matière Condensée, Surfaces et InterfacesProposition de sujet de stage Année 2004-2005Nom du Laboratoire : LPCML , CNRS UMR 5620Groupe : FENNECResponsable de stage : K.LebbouAdresse : Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents, UMR 5620 CNRS Université Lyon I,Bât C.Berthollet, 43 Boulevard du 11 Novembre 1918 69622 Villeurbanne Cédex,France Téléphone : 0472448329 e-mail :[email protected] Membres de l'équipe d'encadrement : O.Tillement,Intitulé du stage : Tirage de cristaux de formats contrôlés dans le but de développer de nouvelles architectures pour les lasers et la détectionRésumé du travail demandé : Les cristaux, qui sont des matériaux en général stables dans les conditions normales, présentent souvent des propriétés remarquables pour l’optique : optique non-linéaire, effet laser, scintillation, etc. Leur élaboration en forme de fibres ouvre un champ d'applications technologiques très vaste. Une question d’actualité est celle de leur fonctionnalité dans le domaine nouveau du laser et de la détection. Des systèmes modèles qui se prêtent à ce type d’étude sont : LYSO, BGO, BSO, YSO, YAG. Ils n’ont pas été largement étudiés sous forme de matériaux fibrés. La technique de croissance cristalline par la goutte pendante récemment développée au laboratoire LPCML permet de concevoir l’élaboration de ce type de fibres.Partant de bonnes connaissances en matériaux et en croissance cristalline, le candidat se familiarisera au cours de ce stage à la technique de croissance de fibres monocristallines par la méthode « micro-pulling down » ; il abordera de manière approfondie les techniques de caractérisation structurale (XRD), de composition par (EDX), de mesure d’excitation, d’émission, de propagation et de guidage optique ; il analysera plus particulièrement les propriétés laser et de scintillation. Plan de travail :Familiarisation avec les techniques de croissance de fibres cristallines ;Mise en œuvre des protocoles de croissance cristalline miniaturisée par la méthode de la goutte pendante en optimisant le design du conteneur (creuset), la forme et la longueur du germe, les gradients thermiques autour du creuset et la matière première ;Caractérisation chimique et optique des fibresAssemblage des fibres pour la création de composants optiques (lasers et détecteurs de radiations).Ce travail sera réalisé dans le cadre d’une collaboration avec la société Fibercryst et le LETI (CEA) de Grenoble.Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse : possibleType de financement envisagé : Bourse CIFRE
MASTER « PHYSIQUE ET TECHNOLOGIES »Voie Recherche - Spécialité "Matière Condensée, Surfaces et Interfaces "Proposition de sujet de stage Année 2005-2006Nom du Laboratoire : Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescentes (LPCML)Groupe : Verres et NanostructuresResponsable de stage : C. MartinetAdresse, téléphone, e-mail : Bât. Kastler, 4ème étageTel : 04 72 44 83 38Email : [email protected] de l'équipe d'encadrement : C. Martinet, D. Vouagner, B. Champagnon, L. GrosvaletIntitulé du stage :Etude des mécanismes de modification structurale des verres suite à une densification sous haute pressionRésumé du travail demandé : Ce stage s’inscrit dans une thématique ‘’ Modélisation multi-échelles et spectroscopies résolues spatialement pour l'étude de la plasticité des verres’’. Cette thématique est le fruit d’une collaboration avec plusieurs laboratoires et a donné lieu à un programme de recherche subventionné par une ANR (Agence Nationale de Recherche). En particulier, dans ce cadre le stagiaire pourra être amené à collaborer avec un laboratoire mixte CNRS –St Gobain, spécialisé dans l’étude des phénomènes mécaniques des verres et avec l’équipe ‘’théorie et modélisation’’ du LPMCN. L’étude portera sur la densification des échantillons de verre sous enclume diamant. L’enclume diamant est un dispositif qui permet d’atteindre des pressions hydrostatiques (contraintes isotropes) très élevées pouvant atteindre 20 GPa (20x104 Bar). Il s’agira d’étudier un échantillon in-situ, dans la cellule, c’est à dire pendant la montée en pression, par spectroscopie Raman. Cette méthode permettra de mesurer les déplacements en fréquences des bandes de vibrations de la silice en fonction de la pression appliquée et d’en déduire une modification structurale et un effet de densification. D’un point de vue mécanique, jusqu’à une pression d’environ 8GPa, la déformation est réversible et élastique et il est donc important de réaliser des mesures in-situ. Elle devient irréversible au-delà, la déformation est alors plastique. Il serait très intéressant de corréler les comportements mécaniques à la modification structurale, notamment lors de la transition élastique-plastique.Les mesures in-situ, dans la cellule à enclume diamant, par spectroscopie Raman donnent un signal faible, l’augmentation du signal par Raman exalté de surface (SERS) pourra être envisagée.L’étude de la silice pourra être étendue à des verres plus complexes, comme par exemple des verres à vitres (utilisés couramment chez St Gobain) ou des verres à base de lanthane, bore et germanium (LBG). Ces derniers sont actuellement étudiés au laboratoire, dans le cadre d’une thèse sur la modification structurale et la densification des verres LBG par irradiation laser. Une corrélation entre les 2 phénomènes (la densification par pression et par irradiation UV) pourra être entreprise.Indication éventuelle d'ouverture vers un sujet de thèse :Ce stage qui s’inscrit dans le cadre d’une collaboration nationale pourra se poursuivre par une thèse pour un étudiant motivé.Type de financement envisagé : Bourse du ministère de l’Enseignement et de la recherche
