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Direction de la recherche fondamentale
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Les hétérostructures de nitrure offrent des propriétés optoélectroniques remarquables grâce à l’assemblage de semi-conducteurs à l’échelle nanométrique. Néanmoins, comprendre l’influence des contraintes mécaniques sur leurs propriétés lumineuses reste un défi. Dans ce contexte, des chercheurs du CEA-Irig ont développé un dispositif pour cartographier simultanément, avec une précision submicrométrique, les déformations et l’émission lumineuse de micro-fils InGaN/GaN destinés à l’optoélectronique.
Des scientifiques du CEA-Iramis ont achevé la mise en service de PANORAMIX, une nouvelle plateforme expérimentale dédiée à la photoémission résolue en angle, en temps et en spin. Cet instrument permet d’étudier la dynamique ultrarapide des électrons et de leur degré de liberté de spin dans les matériaux quantiques, avec une résolution temporelle de l’ordre des femtosecondes et picosecondes.
Dans les tokamaks, une attention particulière est portée depuis plusieurs années aux configurations plasma à triangularité négative, par opposition à la plus traditionnelle triangularité positive. Des simulations numériques, réalisées par des chercheurs du CEA-IRFM, confirment que cette configuration permet de réduire la turbulence dans le plasma, améliorant ainsi le confinement de l’énergie et les performances des futures centrales à fusion.
Des équipes du CEA-IRAMIS, en collaboration avec le CNRS, l’ENSICAEN et l’Université de Caen Normandie, montrent qu’un faisceau d’ions peut faire apparaître spontanément de très fines “rides” régulières à la surface du titanate de strontium. Cette approche permet de structurer des surfaces à très petite échelle, tout en analysant précisément les transformations induites dans le matériau.
Face à l’augmentation continue de la consommation d’énergie et à ses impacts environnementaux, le développement de stratégies visant à réduire les émissions de carbone et à valoriser le CO₂ constitue un enjeu majeur. Dans ce contexte, des chercheurs du CEA-Irig ont développé et caractérisé des cathodes (électrodes capables de catalyser des réactions chimiques) moléculaires pour convertir le CO₂ en produits utiles, avec de potentielles applications industrielles.
L'odorat, l'un des cinq sens humains, représente à ce jour le plus complexe à reproduire. La détection et la mesure d'odeurs constituent un défi scientifique et technologique majeur. Des chercheurs du CEA-Irig sont parvenus à développer un nouveau nez électronique biomimétique aux performances jusqu'ici inégalées, ouvrant la voie à une nouvelle génération de dispositifs dont les capacités pourraient se rapprocher de celles du nez humain.
La Résonance Magnétique Nucléaire couplée à l’hyperpolarisation DNP est une technique d’analyse de tout premier plan pour explorer, à l’échelle atomique, de nombreux systèmes, des biomolécules aux matériaux. Des chercheurs du CEA-Irig ont développé une approche innovante permettant d’exploiter pleinement le gain de sensibilité de la RMN-DNP à ultra-basse température, tout en supprimant les artefacts de bruit parasite qui apparaissent en raison de cette sensibilité.
Des équipes du CEA-IRAMIS, en collaboration avec Sorbonne Université, ont développé une approche d’impression 4D intégrant des nanomatériaux magnéto-plasmoniques. Ces microrobots multifonctionnels, capables de se déplacer sous champ magnétique et de générer un chauffage localisé sous illumination proche infrarouge, permettent un dégivrage contrôlé dans l’espace et dans le temps.
Des équipes du CEA-IRAMIS, en collaboration avec plusieurs partenaires internationaux, montrent qu’il est possible de modifier des nanodiamants pour qu’ils fonctionnent sous lumière visible. Cette avancée ouvre la voie à la production d’électrons très réactifs grâce à la lumière, avec en perspective de nouvelles approches pour transformer des molécules stables comme le CO₂.
Des chercheurs du CEA-Irig et de l’Institut Laue-Langevin ont mis en évidence une nouvelle famille de matériaux magnétiques aux propriétés complexes et fascinantes. Leur étude porte sur des antiferromagnétiques octaédriques, une structure encore peu explorée qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles technologies de refroidissement.
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Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans quatre grands domaines : énergies bas carbone, défense et sécurité, technologies pour l’information et technologies pour la santé.