- Semestre(s) : s9
- 2 crédits ECTS
- Durée : 21 H
Mots clés :
Colloïdes Couches minces Cristaux liquides Matériaux thermoélectriques Quasicristaux
Contact(s) :
- Emilie GAUDRY, Maître de Conférences, emilie.gaudry@mines-nancy.univ-lorraine.fr
Pré-requis
Physique du solide, Cristallographie
Objectif général
Le développement de technologies innovantes requiert l’utilisation de matériaux possédant des propriétés et des fonctionnalités nouvelles. Celles-ci résultent en général d'une organisation à l'échelle atomique qui s'écarte du cristal parfait, alliée à une composition chimique spécifique ou une microstructure particulière. Après une introduction aux différentes structures des solides ordonnés et désordonnés, ce cours mettra en évidence les relations existant entre une ou plusieurs propriétés macroscopiques de quelques matériaux choisis et leurs structures atomiques. L'objectif est d'acquérir les bases permettant d'appréhender les technologies correspondantes (écrans LCD, piles à combustible...).
Programme et contenu
Depuis la fin du XXème siècle, de nombreuses applications innovantes émergent, liées à la découverte de matériaux possédant à l’échelle atomique une structure originale par rapport aux solides classiques (quasicristaux, cristaux liquides…). La dimensionalité et la taille des objets a également évolué pendant cette période, tant du point de vue théorique qu’expérimental. La première partie du cours illustre les relations entre la structure atomique et les propriétés macroscopiques de matériaux originaux. La seconde partie est axée sur les matériaux en couche mince.
Partie 1: Notion d’ordre dans la matière condensée
- Systèmes colloïdaux et auto-assemblants
- Cristaux liquides; application à l’affichage
- Quasicristaux; de multiples applications potentielles
- Alliages métalliques pour les applications thermoélectriques
Partie 2: Fonctionnalités de de matériaux en couches minces.
Après une présentation des procédés d’élaboration des revêtements en phase vapeur (CVD et PVD), l’apport des films minces sur la fonctionnalité des matériaux sera discutée. Les secteurs d’applications étudiés correspondent à la mécanique, l’optique, l’énergie et la microélectronique.
Compétences
- Connaître : Les différents types d'ordre dans la matière condensée. Les procédés d'élaboration des matériaux en couche mince.
- Comprendre : Les fonctionnalités des matériaux considérés dans ce module.
- Appliquer : Les méthodes générales vues en cours pour décrire, comprendre, utiliser, voire prédire, une fonctionnalité.
- Analyser : Les notions vues en cours. Un problème donné.
- Synthétiser : Les données décrivant un matériau ou une fonctionnalité.
- Évaluer : La pertinence d'un résultat. Les ordres de grandeur.
Evaluations :
- Test écrit
