Propriétés physiques des métaux synthétiques

N.Kirova

Polymères conducteurs : Cachan, Jussieu, Saclay,Angers,

Strasbourg Fortement implantés enEurope (Allemagne,Angleterre, Autriche), Au Japon et aux Etats-Unis(Heeger et al - Prix Nobel 2000)

Matériaux synthétiques: Conducteurs organiques : Orsay, Angers, Bordeaux, Grenoble et Montpellier.

Composants aux chaînes : Orsay, Grenoble, Nantes, Rennes

Fullerènes : Orsay, Montpellier

Cristaux moléculaires, oxides: Orsay, Saclay, Angers.

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Une science interdisciplinaire, qui repose sur la conception et la synthèse de nouveaux composants dont on peut faire varier les propriétés électroniques.

Une science qui requiert des méthodes théoriques modernes

Une science qui demande des moyens expérimentaux d’avant-

garde. nano-structures créées par ions lourds optique non-linéaire femto-seconde champs magnétiques intenses techniques avancées de rayonnement synchrotron avec la

résolution dans l’espace et dans le temps - disponibles après des grands équipements présentées en France : l'ESRF et SOLEIL

La science des matériaux synthétiques pour l’électronique et l’optique: Intérêt à la fois en recherche fondamentale et appliquée.

Les accents des études théoriques en cours : • les effets réciproques entre phénomènes structurels et

électroniques• le rôle crucial des défauts topologiques :les instantons, les solitons, les

défauts de nature combinée, les dislocations.

Motivations • collaborations avec des groupes expérimentaux• problèmes théoriques généraux des systèmes fortement corrélés en

basse dimension.

Une ouverture plus récente:

les effets à la nano-échelle (les axes majeurs des activités à Grenoble, Orsay, et à SOLEIL), Grants INTAS (2007-2009) , ANR (2007-2010)

Des méthodes théoriques diverses aux frontières :de la physique des solides, de la mécanique statistique, de la théorie des champs,de la physique des électrons fortement corrélés,de la nano-physique et des systèmes désordonnés.

Photo-physique des polymères π-conjugés.

•Propriétés optiques linéaires et non linéaires, électro-optique.•Théorie combinant des corrélations électroniques fortes intra - monomères et l’attraction de Coulomb à longue portée.•Coexistence des excitons de type different

Polymer screen and microelectronic chip made by Phillips Research Lab

Tsukuba, LED TV

Cristaux électroniques. • La structure locale des ondes de densité de charge déformées et en mouvement.

• Les réseaux de solitons ou des dislocations et leur manifestation dans les expériences de diffraction de rayons X dans le bronze bleu en présence du courant électrique.

• Changement du vecteur d’onde de densité de charge avec la température.

• Hydrodynamique bi - fluide des flux plastiques avec conversion des charges.

• Les défauts symétriques et topologiques, leur nucléation et leur agrégation successive. La vie en 3D – défauts de la nature combinée.

Réseau de solitons

Réseau de dislocations.

Champ électrique forte ODC glisse, les dislocations sont depiégées, formant la structure périodique.

q

22 q

exp(-qY)

1/l 1/Y

I(q)

Champ électrique intermédiaire: ODC glisse, dislocations sont encore piégéesDislocations aléatoires changent seulement le profile du péak d’ODC.

source drainv=0 v~I

Formation of new crystal planes

Elimination of planes

Le glissement d’ODC est fortement inhomogène. Les dislocations sont nécessaires pour desserrer la tension.

-15 -10 -5 5 10 15

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

-15 -10 -5 5 10 15

0.05

0.1

0.15

0.2

-15 -10 -5 5 10 15

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

-10 -8 -6 -4 -2 2 4

0.2

0.4

0.6

0.8

1

-10 -8 -6 -4 -2 2 4

0.2

0.4

0.6

0.8

1

-10 -8 -6 -4 -2 2 4

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Experience Théorie- Solitons Théorie -Dislocations

l=0.44L α=L/2

l=0.05L

α=L/2

l=0.055L α=L/3

Réseau des collaborations :

GrenobleCRTBTESRF

ILL

JaponUniv. d’Aizu

USALos Alamos

Nat. Lab.

USASanta Barbara

OrsayLPTMS

MoscowInst. De Radio

Électronique ASR

OrsayLPS

LPS, theo

expérimentateurs

théoriciens

Mesure de l’activité dans le domaine par une succession de conférences internationales : Electronic Crystals : ECRYS 1993, 1999, 2002, 2005, 2008 Organisateurs : S. Brazovski, P. Monceau, N. Kirova 100 participants

Organic Conductors ISCOM 2005 bi-annuel, 300 participants

Synthetic Metals ICSM bi-annuel, >1200 participants

+ GDRs+ quelques rencontres en théorie

ECRYS-2008, 5th International Workshop on ELECTRONIC CRYSTALS

August 24 – 30, 2008 Chairmen•S. Brazovski, LPTMS, Orsay, France

•P. Monceau, Institut Néel, Grenoble, France

Scientific Secretary•N.Kirova, LPS, Orsay, France

Deadline for abstract submission: April 30, 2008Web site: http://www.lps.u-psud.fr/ecrys2008

Institut d’Études Scientifiques de Cargèse, Cargèse, France

ECRYS objects: Charge and Spin Density Waves, Wigner Crystals, Charge Ordering and Ferroelectricity, Superstructures due to magnetic breakdown, Stripes and Disproportionation in oxides, Supersolid in He, Domain walls and Vortex lattices, Charges in soft matter and biology. Unifying phenomena: sliding, pinning and glassy state - plasticity, current conversion and related nonlinearity - nonstationary and inhomogeneous effects - topological defects: solitons, dislocations, phase slips, instantons,…Advanced techniques: synchrotron radiation: diffraction, inelastic, micro-coherent, space resolved - nanoscale devices - quantum mesoscopics of the sliding state - STM - tunnelling - optics and ARPES - highest magnetic fields.Theories: from phenomenology of pinning to microscopics of strong correlations.