Research Areas

Le Département de Physique et Science des Matériaux (DPhyMS) est composé de 4 groupes de recherche et un total de 14 laboratoires.

 

Théorie et Modélisation des Matériaux

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

 

 

 

 

Les propriétés macroscopiques (couleur, dureté, conductivité électrique et thermique, etc…) des matériaux sont déterminées par le mouvement des atomes et des électrons à l’échelle microscopique…

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

 

Matière Molle et Matière Vivante

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 et Nanomatériaux

 

 

 

 

 

 

Groupe dirigé by Dr. Giusy Scalia

 

Matériaux Energétiques & Semi-conducteurs

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

 

Spectroscopie de Matériaux Complexes

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