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Science et ingénierie des matériaux et des procédés

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Conception de procédés

Des procédés en rupture sont développés, par exemple la mise au point du procédé Kyropoulos pour l'élaboration de monocristaux de Silicium, de cellules spécifiques pour suivre la croissance de cristaux in-situ, de nouvelles technologies de creuset froid alliant champ alternatif et champ continu, la mise au point d’une technique de solidification de type Vapeur Liquide Solide (VLS) avec réalimentation par voie gazeuse pour l’élaboration de nouveaux matériaux...
 

Mise au point du procédé Kyropoulos

Appliqué à la croissan Si_Kyropoulos ce de monocristaux de silicium, la méthode de Kyropoulos offre le potentiel d’une réduction des gradients de température alliée à la possibilité d’un contrôle de la forme des cristaux particulièrement adaptées à la production de plaquettes pour le photovoltaïque.
Les caractéristiques intrinsèques du silicium, en particulier son opacité, imposent une réadaptation complète du contrôle du transfert de chaleur durant la croissance. Un couplage fort entre développements numériques et expérimentaux a permis l’élaboration de lingots massifs de silicium monocristallin.(Physica status solidi (a) 2018, Thèse A. Nouri 2017).
ecoulement Si Kyropoulos













 

Développement de cellules sous microscope pour suivi de croissance


Le projet DAMISOS (CNRS 80 PRIME) vise à étudier les interfaces de croissance en solution de deux cristaux d’intérêt pour la physique des liquides de spin, l’optique non linéaire et la piézoélectricité, en faisant étroitement coopérer deux unités grenobloises : le SIMaP et l’Institut Néel. Le SIMaP entame l’étude de la croissance de cristaux herbertsmithite considérés comme les plus emblématiques des liquides de spin quantiques, de composition générale Cu3Zn(OH)6Cl2 et obtenus en solution aqueuse entre 180 et 220°C dans des fours à trois zones de chauffage indépendantes. Au coeur du projet figure l’étude des interfaces cristal/solution grâce au développement d’une microscopie interférentielle avec des cellules de croissance adaptées aux cristaux, qui permettra de déterminer in situ la microtopographie des interfaces et le régime de croissance. Des études complémentaires par AFM (ex et in situ) et topographie X (ex situ) seront réalisées.( J. Cryst. Growth, (2019) in press, Gapless ground state in the archetypal quantum kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2, P. Khuntia et al.2019Phys. Rev. Lett. 2017),
                                                                                   
HS170cr3 HS170cr2
                  Facette triangulaire                                                  
HS 170 cristal facetté

mise à jour le 3 décembre 2019

Université Grenoble Alpes