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Nanophysique, couches minces, modélisation

Un vaste domaine à la fois fondamental et appliqué

Thème : Nano-physique et couches minces (NPCM)

Ce thème est une préparation aux méthodes et aux techniques des nanosciences faisant le lien entre la théorie fondamentale et les applications sophistiquées. On y explore les aspects quantiques des matériaux nanostructurés, ou en couche mince, ainsi que leurs applications (propriétés optiques et électroniques, optoélectronique et électronique de spin). Les matériaux sont semiconducteurs, organiques, magnétiques ou un composé complexe dérivé, et les divers outils expérimentaux sont abordés (microscopies électroniques et en champ proche (STM/AFM), spectroscopies optiques ou électroniques, etc).

Outre les deux cours de bases, le thème est naturellement constitué des options suivantes :

  • Propriétés optiques, électroniques et de transport POET
  • Physique du spin et du nanomagnétisme PSN
  • Surfaces et nanostructures SURF
  • Interfaces, wetting and friction IMF
  • Devices and surface engineering DSE

  • Les deux premiers cours concernent des grands chapitres dans le domaine des nanostructures (semiconducteurs, métaux, organiques) dont les propriétés optiques, magnétiques et de transport sont étudiés en profondeur.
    La liste est suivie de cours (UEs) traitant les surfaces et les dispositifs en couches minces. Chaque UE représente 6 ECTS sur une semestre de 30 ou 36 ECTS.

    Avec la participation de l'école Polytechnique, l'ESPCI et Saint-Gobain recherche, les trois derniers cours ci-dessus visent à donner une culture avancée sur les propriétés physiques et physico-chimiques liés à leurs surfaces et interfaces ainsi que leur impact dans le domaine des couches minces. Le lien sera fait avec les problématiques actuelles de conception de dispositifs fonctionnels mis en œuvre à grand échelle (cellules photovoltaïques, traitement des verres, écrans tactiles, etc.).

    La maquette complète est consultable ici : organigramme des cours.
    La liste des UEs est consultable ici : synopsis des cours.

    Thème : Théorie et modélisation (TM)

    Ce thème est centré sur la théorie avancée, la modélisation ainsi que les simulations numériques en matière condensée. La partie théorique est une prolongation du cours de base et traite des sujets plus avancés sur les états électroniques remarquables (supraconductivité, effet Kondo, modèle de Hubbard, etc.) ainsi que les effets à basse dimension (graphène, nanotubes de carbone).

    Ces UEs peuvent aussi intéresser les étudiants souhaitant un aperçu sur les sujets modernes en matière condensée.

    La modélisation - simulation développe les outils informatiques afin de maîtriser la structure atomique et électronique d'un système, de modéliser la dynamique éventuelle et enfin de créer une véritable expérience 'numérique' d'une situation physique.

    La modélisation numérique SMNO, en forte collaboration avec le Master de chimie - théorique (CAPT), s'appuie sur le savoir de plusieurs laboratoires de l'UPMC (INSP, IMPMC, LCT) dont les chercheurs sont reconnus pour leur expertise dans le domaine. D'autre établissements à Paris-centre (ESPCI, Paris-Diderot) et en Île de France (Polytechnique, Orsay) sont concernés par la modélisation - simulation des matériaux. Le sujet est donc en plein essor.

    Hormis les cours de base, nous recommandons les UEs suivantes pour le thème "théorie et modélisation" :

  • États remarquables : graphene, supra, vortex ERMC
  • Computational material science CMS
  • Option ouverte au choix (6 ECTS)

  • Le troisième cours de 6 ECTS peut être choisie librement parmi celles offertes dans la maquette SMNO.

    La maquette complète est consultable ici : organigramme des cours.
    La liste des UEs est consultable ici : synopsis des cours.



    Dernier mise à jour : le 1er mars 2016