La caractérisation électrique au service de la science des matériaux. : La physico-chimie des matériaux au service de la performance électrique.

Résumé : Le comportement des électrons dans les solides est le fondement de nombreuses propriétés macroscopiques des matériaux : les états quantiques électroniques déterminent les orbitales atomiques, qui imposent le type des liaisons chimiques qui pilotent des propriétés comme la structure cristalline, la réactivité chimique, la stabilité thermodynamique, l’élasticité, la conductivité électrique,… Aux échelles intermédiaires, les défauts dans les solides (depuis l’impureté jusqu’à l’inclusion) affectent le transport électronique en perturbant la propagation de ces mêmes électrons. De ce point de vue, la caractérisation électrique apparait comme un moyen de mieux comprendre la physico-chimie des matériaux. D’un point de vue applicatif, la physico-chimie des matériaux doit être maitrisée pour optimiser la performance électrique d’un système. Dans certains cas, un seul critère suffit à définir cette performance : maximiser la conduction, maximiser l’isolation, maximiser la durée de vie avant claquage,… Dans d’autres cas, c’est un compromis qui est visé : une bonne conduction électrique combinée à une bonne transparence optique, une bonne conduction thermique combinée à une faible conduction électrique,… De ce point de vue, la maitrise de la physico-chimie des matériaux est un moyen d’optimiser la performance électrique. Cette interface entre physico-chimie et caractérisations électriques des matériaux est la principale force motrice de mes activités de recherche et d’enseignement. A cette interface, les défis restent nombreux sur toute la gamme de conductivités et à toutes les échelles spatiales. Ces défis sont liés au développement de nouveaux matériaux qui répondent à des cahiers des charges toujours plus contraignants, en combinant des structures multi-matériaux à des échelles toujours plus complexes. En conséquence, les besoins en caractérisation requièrent le développement d’outils adaptés : cartographie de propriétés, résolution spatiale, multifonctionnalité,… Ainsi, le développement instrumental d’outils de caractérisation dédiés a jalonné mes activités de recherche depuis mon recrutement. Enfin, en tant qu’enseignant-chercheur, la formation a tenu une place essentielle dans mon parcours. L’adaptation de mes enseignements, tant dans leur contenu que dans leur forme, aux évolutions des besoins des recruteurs a aussi été un élément majeur de mes activités.
Document type :
Habilitation à diriger des recherches
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Contributor : Fabien Volpi <>
Submitted on : Monday, October 7, 2019 - 4:23:36 PM
Last modification on : Monday, October 7, 2019 - 5:33:18 PM

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Fabien Volpi. La caractérisation électrique au service de la science des matériaux. : La physico-chimie des matériaux au service de la performance électrique.. Matériaux. Université Grenoble Alpes, 2017. ⟨tel-02307498⟩

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