Thèse en cours

Synthèse et étude de nouveaux oxydes fonctionnels stabilisés par entropie
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Auteur / Autrice : Yann-andrev Kerneur
Direction : David Berardan
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Chimie
Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay
Equipe de recherche : Synthèse, Propriétés & Modélisation des Matériaux
référent : Faculté des sciences d'Orsay

Résumé

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Une des activités de recherche de l'équipe Synthèse, Propriétés et Modélisation des Matériaux de l'ICMMO a pour objet l'étude et le développement d'une nouvelle classe de matériaux, nommés oxydes stabilisés par entropie, ou 'oxydes à haute entropie'. Ces nouveaux matériaux, découverts récemment, on ouvert un nouveau paradigme dans la recherche de nouveaux matériaux fonctionnels. En mélangeant au moins 5 précurseurs différents et en chauffant au-dessus d'une certaine température critique, la contribution de l'entropie de configuration devient suffisamment élevée pour stabiliser une solution solide, qui peut être figée à la température ambiante par une trempe, conduisant à de nouvelles propriétés. Depuis 2016, notre équipe a montré par exemple que les oxydes basés sur le composé parent (MgCoNiCuZn)O, qui peut être stabilisé par entropie dans une structure simple, sont très prometteurs pour des applications dans le domaine de l'énergie, soit comme électrolytes solides pour batteries lithium, soit pour des supercondensateurs du fait de leur constante diélectrique colossale. Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet collaboratif entre notre équipe à l'ICMMO et une équipe de l'Institut de Chimie des Matériaux Paris-Est (ICMPE). Son objectif principal est la mise au point d'une méthode rationnelle de design de nouvelles compositions d'oxydes stabilisés par entropie, en combinant une approche numérique (réalisée à l'ICMPE) et une étude expérimentale (ICMMO), de manière à étendre le concept de stabilisation par entropie à de nouvelles compositions de matériaux fonctionnels, puis d'étudier les propriétés des matériaux obtenus. Les propriétés et applications visées peuvent être par exemple dans le domaine des matériaux thermoélectriques, des matériaux pour l'optique avec des gap optiques finement ajustables, des semi-conducteurs magnétiques dilués, ...