Physique Chimique Théorique

Le groupe TCP développe des méthodes novatrices qui apportent la perspicacité de la mécanique quantique à des systèmes vastes et complexes, grâce au marriage des principes premiers de la mécanique quantique avec l’apprentissage machine, les approches statistiques ainsi que le développement de nouvelles approches en mathématiques et informatique.

Groupe dirigé par Prof. Alexandre Tkatchenko

Physique Théorique du Solide

Le groupe de recherche TSSP étudie les interactions lumière-matière a l’échelle microscopique. Nous développons et utilisons des méthodes théorétiques et informatiques avancées, dérivées des principes de mécanique quantique, pour décrire la dynamique des excitations électroniques et atomiques. Cela nous permet d’analyser et de prédire des propriétés optiques diverses, telles que des spectres d’ absorption, de luminescence et de Raman. Récemment, le groupe s’est concentré sur la description quantitative de l’influence des interactions électron- et exciton-phonon sur ces propriétés spectroscopiques. En particulier, nous utilisons nos méthodes sur des matériaux 2D et sur des semi-conducteurs qui sont intéressants pour le développement de nouveaux appareils opto-électroniques, tels que capteurs et cellules solaires.

Groupe dirigé par Prof. Ludger Wirtz

Systèmes Complexes et Mécanique Statistique

Le groupe CSSM développe des méthodes statistiques pour décrire la dynamique et la thermodynamique de systèmes complexes hors-équilibre. Ceux-ci incluent des systèmes quantiques ouverts, des réseaux de réaction biochimiques et des circuits électriques. Particulièrement, nous nous intéressons à la caractérisation du compromis entre la dissipation énergétique, la vitesse, la précision et l’exactitude de processus tels que la conversion d’énergie, le traitement de l’information et le calcul.

Groupe dirigé par Prof. Massimiliano Esposito

Théorie de Systèmes Quantiques Mésoscopiques

Le groupe TSQM utilise des méthodes analytiques et statistiques pour étudier des phénomènes quantiques à l’échelle mésoscopique avec un intérêt particulier pour le transport hors-equilibre, les matériaux topologiques et les systèmes de basses dimensions.

Groupe dirigé par Prof. Thomas Schmidt

Physique de la Matière Active

Le groupe PAM s'intéresse à la physique des système actifs composés de particules auto-propulsées en interaction. A partir de modèles théoriques minimaux, il s'agit de capturer les ingrédients essentiels qui contrôlent la dynamique émergente, pour aboutir à une compréhension synthétique de la phénoménologie complexe de la matière active. Nous nous appuyons sur des outils de mécanique statistique, d'hydrodynamique, et de matière molle, avec un intérêt particulier pour le rôle des fluctuations hors d'équilibre.

Groupe dirigé par Prof. assistant Etienne Fodor

Science et Technologie Quantiques

Le groupe QST travaille à l'interface de la science de l'information quantique, de la matière condensée, de la mécanique statistique hors équilibre et du contrôle quantique pour faire avancer les technologies quantiques émergentes, couvrant les simulations quantiques, l'informatique et les algorithmes quantiques, la détection quantique et la thermodynamique quantique.

Groupe dirigé par Prof. Adolfo del Campo

Dynamique et Contrôle Quantiques

Le groupe de recherche QDC étudie les propriétés dynamiques des systèmes quantique ouverts et développe des protocoles pour leur control. A l’aide de méthodes analytiques et numériques, principalement d’optique quantique et d’analyse stochastique, nous caractérisons en autre la décohérence, l’intrication quantique, et le transfert d’excitation. Les systèmes étudiés sont variés, allant de simple ‘toy model’ à des systèmes chaotiques ou encore des agrégats moléculaires naturels. 

Dirigé par Dr. Aurelia Chenu

Physique de la Matiére Vivante

Le groupe de la physique de la matière vivante (PLM) examine la vie, ou en anglais “Living In Fluctuating Environments” (LIFE). Au travers d’une approche interdisciplinaire nous relions la physique du flux (matière et information) et de la forme (géométrie, ordre et topologie) pour découvrir des fonctions biologiques (comportement et caractéristiques) dans des systèmes microbiens. Nous appliquons les principes de la physique des matières molles et matières actives ainsi que des techniques de modélisation pour comprendre comment les microbes comme les bactéries, les archées et les algues s’adaptent à un changement d’environnement.

Groupe dirigé par Prof. adjoint Anupam Sengupta

Physique Expérimentale de la Matière Molle

Le groupe ESMP explore l’auto-assemblage ordonné de cristaux liquides et de colloïdes à l’échelle nano-/microscopique, ainsi que les phénomènes macroscopique (optiques, mécaniques ou autres) qui en découlent. Les domaines de recherche incluent la physique fondamentale ainsi que des opportunités d’applications interdisciplinaires. A l’aide de méthodes en microfluidique et électrofilage, nous produisons des gouttelettes, coques et cylindres afin d’étudier l’impact du confinement souple incurvé dans des géométries inhabituelles, souvent avec des interfaces fluide-fluide.

Groupe dirigé par Prof. Jan Lagerwall

Physique des Matériaux Avancés

Le Laboratoire de la physique de matériaux avancés (LPM) applique des méthodes expérimentales macroscopiques afin d’étudier les propriétés thermiques et mécaniques de la matière. Le groupe dispose de programmes de recherche actifs en spectroscopie Brillouin, rhéologie et calorimétrie ultrarapide de fluides complexes, polymères et composites.

Groupe dirigé par Dr. Jörg Baller

Cristaux Liquides et Nanomatériaux

Groupe dirigé by Dr. Giusy Scalia

Laboratoire de Photovoltaïque

Au Laboratoire de Photovoltaïque (LPV), nous étudions quels sont les mécanismes exacts qui réduisent l’efficacité d’une cellule solaire réelle par rapport à une cellule théorique. Nous préparons les matériaux semi-conducteurs de façon précise et procédons à des mesures optoélectroniques, telle que la photoluminescence, afin de comprendre par exemple l’absorption de la lumière et la perte des électrons photogénérés. L’accent est mis sur les cellules solaires de prochaine génération, basées sur des dispositifs tandem à couche mince. Nous contribuons à l’amélioration de l’efficacité des cellules solaires à couche mince.

Groupe dirigé par Prof. Susanne Siebentritt

Laboratoire de matériaux énergétiques

Le laboratoire de matériaux énergétiques (LEM) étudie les réactions physiques et chimiques liées à la synthèse des semi-conducteurs afin de comprendre les propriétés optoélectroniques qui en résultent. Le laboratoire travaille sur de nouveaux semi-conducteurs et des nouvelles méthodes utilisant des matériaux abondants, pouvant être utilisés à la synthèse de cellules solaires, avec une faible consommation d’énergie. Actuellement, les travaux de recherche se portent sur les petits dispositifs de cellules solaires semi-transparents.

Groupe dirigé par Prof. Phillip Dale

Microscopie à sonde locale

La microscopie à sonde locale est idéale pour étudier les propriétés de matériaux fonctionnels à l’échelle nanométrique. Au sein du laboratoire SPM, nous utilisons des techniques à sonde locale et de photoluminescence pour analyser des semi-conducteurs à la pointe de la technologie, comme par exemple les pérovskites hybrides, des chalcopyrites et des matériaux 2D. Afin d’améliorer les performances des dispositifs fonctionnels, nous développons de nouveaux outils analytiques et méthodes de dépôt qui nous aide à comprendre comment ajuster les propriétés de surface et d’interface.

Groupe dirigé par Prof. associé Alex Redinger

Nano-magnétisme

La recherche du groupe « nano-magnétisme » porte sur la diffusion neutronique aux petits angles (DNPA) appliquée aux structures magnétiques. Le groupe combine des travaux expérimentaux, des approches théoriques et des simulations afin de comprendre et de développer les principes fondamentaux de la DNPA magnétique. Les matériaux d’études incluent les aimants Nd-Fe-B, les aimants sans terres rares Mn-Bi, les alliages de Heusler, les nanocomposites, les nanoparticules magnétiques et les aciers.

Groupe dirigé par Prof. associé Andreas Michels

Matériaux ferroïques multifonctionnels

Le groupe « Matériaux Ferroïques Multifonctionnels » (MFM) se consacre aux études expérimentales de la matière cristalline au moyen de méthodes de la spectroscopie des solides. Il s’intéresse particulièrement aux transitions de phases originales, aux excitations, aux phénomènes de couplage et à l’accordabilité des propriétés des matériaux.

Dirigé par Prof. Jens Kreisel et Prof. assistant Maël Guennou

Phénomènes ultrarapides dans la matière condensée

Le groupe « Phénomènes ultrarapides dans la matière condensée » (UCMP) étudie les phénomènes fondamentaux dans la matière à une échelle de temps ultra-courte. Il développe des systèmes et des techniques innovantes aux résolutions temporelles extrêmes dans le but ultime de comprendre et de contrôler les mécanismes d’interaction entre lumière et matière. Ceci permet de dévoiler l’origine microscopique des propriétés de matériaux d’intérêt technologique.

Dirigé par Prof. Daniele Brida