Métamorphose au cœur des nanoparticules bimétalliques

Julien Ramade, Michel Pellarin, Marie-Ange Lebeault et Emmanuel Cottancin (equipe équipe Agrégats et Nanostructures ), ont publié un article intitulé "Tracking the restructuring of oxidized silver-indium nanoparticles under a reducing atmosphere by environmental HRTEM" dans la revue Nanoscale.

Metamorphosis in the heart of bimetallic nanoparticles

Julien Ramade, Michel Pellarin, Marie-Ange Lebeault and Emmanuel Cottancin (team NanoMaterials for Energy), have published an article entitled"Tracking the restructuring of oxidized silver-indium nanoparticles under a reducing atmosphere by environmental HRTEM" in the journal Nanoscale.

Les nano-alliages à base de métaux présentent une grande richesse au niveau de leur structure interne (cœur-coquille, « Janus », alliage à l’échelle atomique, …) et de leurs propriétés physico-chimiques ; selon la nature des constituants, ces nanoparticules sont aussi très sensibles à leur environnement, et suivre leur évolution structurale en phase gazeuse contrôlée est un enjeu majeur pour des applications en catalyse ou détection d’espèces moléculaires adsorbées. Dans ce cadre, les auteurs ont étudié par microscopie électronique environnementale à haute résolution des nanoparticules d’indium-argent (In75Ag25) produites au PLYRA par la technique de vaporisation laser. L’indium étant très sensible à l’oxydation, ces nanoparticules une fois remises à l’air adoptent une structure chimique remarquable consistant en un cœur d’alliage In-Ag (très riche en argent) entouré d’une coquille sphérique d’indium oxydé (In2O3). Pour des températures et des pressions d’hydrogène suffisamment importantes, les auteurs ont observé in operando la réduction de la coque d’oxyde accompagnée d’un grossissement du cœur d’alliage qui se transforme en s’enrichissant progressivement en indium pour former un nouvel alliage In-Ag très stable vis-à-vis de l’oxydation. Ce travail a prouvé le potentiel de la microscopie électronique environnementale pour comprendre les mécanismes de restructuration sous environnement chimique réactif.

Multimetallic nano-alloys may adopt various structures (alloys, Janus, core-shell…) and display various physicochemical properties evolving under reactive environment. Following and understanding this evolution is therefore crucial for future applications in gas sensing and heterogeneous catalysis. The authors studied the structural evolution of Ag25In75 bimetallic nanoparticles (produced by laser vaporization at the PLYRA facility) through environmental transmission microscopy (E-TEM) while maintaining atomic resolution. Indium being strongly sensitive to oxygen, the bimetallic nanoparticles after air transfer adopt a remarkable structure consisting of an indium-oxide shell surrounding a silver-rich alloyed phase. For large enough hydrogen pressure and temperature, the authors observed in operando the direct reduction of the indium oxide shell along with the growth of the core which gets enriched in indium to form a new alloy very stable and extraordinary resistant against oxidation.

03/10/2017

Ondes élémentaires du transport de chaleur dans un thermoélectrique

Stéphane Pailhès et Valentina Giordano (equipe Nanomatériaux pour l’Energie), dans le cadre d’un consortium de recherche Européen, ont publié un article intitulé "Direct measurement of individual phonon lifetimes in the clathrate compound Ba7.81Ge40.67Au5.33" dans la revue Nature Communications. Cet article a fait l'objet d'un Communiqué de Presse de l'INP en collaboration avec l’ILL.

Elementary waves of heat transport in a thermoelectric material

Stéphane Pailhès et Valentina Giordano (team NanoMaterials for Energy), in the frame of a european reserch consortium, have published an article entitled" Direct measurement of individual phonon lifetimes in the clathrate compound Ba7.81Ge40.67Au5.33" in the journal Nature Communications. This article has been highlighted in a press communicate of INP and ILL

La chaleur constitue une gigantesque réserve énergétique dont le recyclage est un enjeu majeur. Certains semi-conducteurs ont la propriété de convertir la chaleur en électricité et l’efficacité de cette conversion, dite « thermoélectrique », dépend en partie du transport thermique. Celui-ci est assuré par des déplacements atomiques collectifs formant les ondes élémentaires du transport de la chaleur. Ces ondes transportent une énergie avec une vitesse et sur une distance qui leurs sont propres, avant d’être amorties par des processus de collisions. Pour la première fois, dans un matériau thermoélectrique appelé « clathrate », les auteurs ont observé et caractérisé ces ondes conduisant à une compréhension du transport thermique. Ils ont pu accéder aux distances sur lesquelles elles véhiculent l’énergie, nommées « libres parcours moyens », identifier celles qui participent le plus au transport et caractériser les processus dominants l’amortissement des ondes et responsables de la résistance thermique du matériau.

The heat represents an extraordinary energy reserve whose recovery is currently a major challenge. Some semi-conductors have the properties to convert heat into electricity and the conversion efficiency depends partly on the thermal conduction. In semi-conductors, the latter comes from collective atomic vibrations constituting the elementary waves of the heat transport. These waves propagate an energy with a given velocity and over a given distance in the materials before being damped by scattering processes. For the first time, in a thermoelectric materials called “clathrate”, the authors have observed and characterized these waves allowing for the understanding of the thermal transport. They could access to the distances over which the waves propagate their energies, so-called “mean free paths”, identify the main of those involved in the heat transport and characterize the dominant scattering processes responsible for the thermal resistance in the materials.

21/09/2017

Pierre VERLOT lauréat d'une ERC starting grant

Pierre VERLOT maître de conférences à l'Institut Lumière Matière, équipe Luminescence a obtenu un starting grant 2017 du Conseil Européen de la Recherche dans le domaine « Physical Sciences and Engineering ». Le projet de Pierre VERLOT s’intitule « Quantum optomechanics at ROOm Temperature ». Pierre VERLOT est depuis octobre 2018 en position de détachement auprès de l’Université de Nottingham (UK)).

20/09/2018

20/09/2017

Pierre Verlot, laureate of a starting grant ERC

Pierre VERLOT researcher in the Luminescence team has received a starting grant from European Research Council in the category « Physical Sciences and Engineering ». his project is called « Quantum optomechanics at ROOm Temperature».