Les nouvelles de l'UMET

Jean-Louis Farvacque, chercheur au laboratoire, a publié un ouvrage destiné aux étudiants en physique : Initiation à la théorie quantique du solide, aux éditions Ellipses.

Cet ouvrage est issu d’un cours enseigné à l’université de Lille pendant plus de 20 ans à trois niveaux : une initiation aux propriétés électroniques des solides (maîtrise, master 1), une présentation des propriétés quantiques des solides (DEA, master 2) et la formation de doctorants. Le contenu du livre reflète ces trois niveaux et peut aussi bien être utilisé, en première lecture, par des étudiants débutants que par des étudiants en thèse et bien au-delà.

La première partie décrit les principaux concepts de physique qui sont à la base de la mise au point des différents codes de calculs « ab initio ». Ces codes permettent la détermination de la structure des molécules des matériaux cristallins, des défauts de structure ainsi que le calcul des états d’énergie électronique des matériaux. Ils sont couramment utilisés par les chimistes, les biologistes, les métallurgistes et les physiciens. La seconde partie est dédiée à la description des propriétés des matériaux associées à leur structure réelle (impuretés de dopage, défauts cristallins, hétérostructures…), puis leur « réponse » aux sollicitations extérieures dont la compréhension conduit à la maîtrise des propriétés de transport électrique, des propriétés d’absorption et d’émission lumineuse qui sont à la base de la technologie des composants optoélectroniques modernes.

Le laboratoire organise une école de tomographie en microscopie électronique en transmission en novembre 2009.

Cette école s’adresse à tous les utilisateurs de MET débutants ou expérimentés en tomographie. Les trois aspects fondamentaux : acquisition des images, reconstruction et visualisation seront abordés. Les cours permettront d’appréhender les réglages du microscope et les paramètres nécessaires pour optimiser l’acquisition des séries tiltées. Les cours se déroulement au sein du CCM. Nous aurons à notre disposition un Microscope Electronique en transmission : Tecnai G2 équipé de cameras GATAN : ORIUS 1000 (bas de colonne), GIF2000/Multiscan pour les sessions pratiques.

Les détails sont disponibles en suivant ce lien.

Du 5 au 10 juillet 2009 s’est tenue à Bouvines (près de l’université, à Villeneuve d’Ascq) une école internationale portant sur la diffraction électronique en précession. Cette nouvelle technique, proposée par Vincent et Midgley en 1994 à Bristol, se développe actuellement très rapidement grâce à sa possible implantation sur tous types de microscopes. Les applications principales portent sur la cristallographie électronique, qui a pour objet la détermination et l’affinement de structures cristallines à l’échelle submicronique.

Le propos de l’école était de donner les aspects basiques et avancés de cette technique, sur le plan théorique et pratique. Nous avons réunis 27 participants venus d’Europe, doctorants et jeunes chercheurs. Les cours étaient assurés par les spécialistes mondiaux de la technique.

Les photos prises à cette occasion sont visibles ici.

Une étrange inclusion dans la météorite d'Isheyevo vient d'être découverte par une équipe du Muséum et de l'INSU-CNRS associée aux Universités de Lille (LSPES) et Grenoble.

Cette inclusion, minéralogiquement primitive et riche en matière organique, présente des excès d'azote lourd les plus élevés jamais mesurés en laboratoire. Cette découverte remettrait en cause les modèles actuels de formation du système solaire.

Les résultats sont publiés cette semaine dans la revue PNAS. La contribution de l'équipe de Lille a consisté en l'étude de la minéralogie de cette inclusion primitive, par microscopie électronique en transmission (MET).

Pour en savoir plus :

• le communiqué de presse du CNRS ;
• la publication: Giacomo Briani, Matthieu Gounelle, Yves Marrocchi, Smail Mostefaoui, Hugues Leroux, Eric Quirico, Anders Meibom, Pristine extraterrestrial material with unprecedented nitrogen isotopic variation, Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.0901546106.

L'étude de l'origine et des premières étapes de l'histoire de la Terre reste l'un des problèmes scientifiques les plus difficiles à traiter car les témoins potentiels de ces événements ont été majoritairement effacés par les 4,5 milliards d'années d'histoire géologique ultérieure de notre planète. Une des questions qui fait encore débat dans la communauté scientifique est de savoir comment la Terre s'est structurée (les spécialistes disent différenciée) avec au centre un noyau où le fer natif domine, entouré d'un manteau composée essentiellement de silicates de fer et de magnésium.

Depuis le début de cette décennie, la possibilité de mesurer précisément la composition isotopique du fer dans les matériaux naturels a ouvert une voie de recherche nouvelle en la matière. En effet, l'état d'oxydation du fer est l'un des principaux facteurs de fractionnement de ses cinq isotopes stables. Comme le fer est présent sous forme métallique dans le noyau (oxydation 0) et qu'il est très majoritairement à l'état divalent (Fe ++) dans le manteau des planètes telluriques (sous forme de silicates), on pouvait s'attendre à ce que sa composition isotopique soit très contrastée entre ces deux réservoirs planétaires majeurs.

Les isotopes du fer peuvent-ils servir de traceur pour élucider certains aspects de la genèse de la Terre, de la Lune et d'autres planètes telluriques, dont Mars ? Pour répondre à cette question, des chercheurs du Laboratoire d'étude des Mécanismes de Transfert en Géologie (CNRS-INSU, Université de Toulouse), du Laboratoire de Structure et Propriétés de l'Etat Solide, (CNRS, Université de Lille), de l'Institution Carnegie à Washington et de l'Université Macquarie à Sydney ont analysé les compositions isotopiques du fer de phases métal et silicates synthétisées à l'équilibre dans des conditions de haute pression (1 à 7.7 giga pascals) et haute temperature (1750 à 2000°C), reproduisant celles de l'océan de magma qui aurait précédé l'apparition du noyau terrestre. Dans les conditions de leurs expériences, on n'observe pas de fractionnement isotopique lié à l'apparition de deux phases métal et silicate. Ceci implique que les différences observées entre les planètes résultent plus de la manière dont les planètes se sont accrétées (comme le gros impact responsible de la formation de la Lune), que de leur différenciation ultérieure.

Source :

• F. Poitrasson, M. Roskosz, A. Corgne, No iron isotope fractionation between molten alloys and silicate melt to 2000 °C and 7.7 GPa: Experimental evidence and implications for planetary differentiation and accretion, Earth and Planetary Science Letters 278 pp. 376-385 (2009) [doi: 10.1016/j.epsl.2008.12.025] ;
• Communiqué de presse de l'INSU.

Contact chercheurs :

• Mathieu Roskosz, Laboratoire de Structure et Propriétés de l'Etat Solide, Université de Lille I- CNRS, Bât. C6, 59565, Villeneuve d'Ascq, France.

L'IEMN, le LSPES et le LMPGM organisent le forum des microscopies à sonde locale du 16 au 20 mars prochain à Hardelot, dans le Pas de Calais.

Ce forum rassemble les acteurs francophones des microscopies à sondes locales (AFM, STM, SNOM et techniques associées et dérivées), qu’ils soient chercheurs confirmés, étudiants ou industriels, afin de discuter des avancées et des travaux récents dans le domaine. Ceci couvre aussi bien les études fondamentales en nanosciences que les applications et l’instrumentation autour des microscopies à champ proche. Ce forum constitue par ailleurs une excellente occasion pour les doctorants de présenter le fruit de leurs travaux de recherche, dans un cadre de discussion ouvert et convivial. Les sociétés commercialisant des produits dans le domaine des microscopies à sonde locale seront invitées, comme chaque année, à venir présenter les nouveautés, et à interagir avec les utilisateurs.

Le forum 2009 sera accompagné d’un atelier thématique “Sondes locales et optique” dont le but sera de faire un bilan sur les développements récents des techniques de champ proche couplées aux mesures optiques. Il couvrira un large panorama d’utilisation de ces techniques, allant de la physique de l’état solide à la biologie. Optique et techniques en champ proche au sens large, donc !