Cristallogenèse de matériaux aux propriétés physiques originales sous conditions extrêmes de pression et de température – CrystalPress

Cristallogenèse de matériaux aux propriétés physiques originales sous conditions extrêmes de pression et de température : de la caractérisation in-situ des processus mis en jeu - à la compréhension et la maîtrise des matériaux élaborés - - La thématique du projet « CrystalPress » porte sur l'étude de la cristallogénèse à haute pression et haute température. En effet, ce domaine de la science des matériaux est encore peu exploré du fait des contraintes expérimentales et sans doute très riche en découvertes futures. L'exploration ou la revisite de diagrammes de phases sous haute-pression et haute température (HP HT) conduira probablement dans les années à venir à l'obtention de nouvelles phases très intéressantes. En effet, les études in-situ à HP-HT actuelles restent ponctuelles et limités quasiment aux expériences synchrotron (ou sur réacteur de neutrons). Pourtant, en dehors de ces expériences grands instruments et des essais à HP-HT avec étude « post mortem » (ou ex-situ) de l'échantillon, il serait tout à fait intéressant de disposer au sein du laboratoire d'outils de caractérisation in-situ des expériences montés sur les appareillages HP du laboratoire. - - Le porteur du projet est Pierre Toulemonde (équipe SPM-CE, département MCMF, Institut Néel, Grenoble), maître de conférences dans sa 5ème année, recruté à l'Université Joseph Fourier en septembre 2006 sur mutation après 4 années à l'Université Claude Bernard Lyon 1. Ce projet s'appuie sur les compétences reconnues de chimistes (C. Darie et P. Strobel), physiciens (P. Bordet), ingénieurs (C. Goujon, Luc Ortega, Alain Prat) et techniciens (Rémy Bruyère et Murielle Legendre) de l'équipe SPM-CE et du pôle « instrumentation » du département. Elle inclut également un partenaire extérieur à l'Institut Néel, M. Mezouar, responsable de la ligne de lumière ID27 à l'ESRF. C'est dans ce cadre que s'inscrit ce projet dont les objectifs sont l'étude de la cristallogenèse de matériaux aux propriétés physiques originales via leur caractérisation in-situ à HP-HT et leur obtention sous forme de monocristaux dans des presses « gros volume ». Le succès de ce projet repose sur 2 appareillages HP : la cellule Paris-Edinburgh et l'enceinte Conac. - - Les objectifs de ce projet s'articulent autour de 2 volets : - 1. volet scientifique : la recherche et l'étude in-situ (sous HP-HT) de nouveaux composés aux propriétés physiques originales, via l'exploration plus systématique de leurs diagrammes de phases P, T - Les composés visés sont : - - d'abord des phases oxydes HP qui intéressent la communauté française de physiciens, et notamment grenoblois : multiferroïques (ex : BiMnO3, BiCrO3), composés magnétiquement frustrés (GeCu2O4), nouveaux supraconducteurs - - nouveaux composés hypothétiques de structure spinelle (LiCr2O4, GeCu2O4 et SiM2O4) ou pyrochlore (M2Si2O7, M2Nb2O7, pyrochlores de métaux nobles : Rh, Os, Re, Ru) - - l'un des aspects important du projet est de faire croître des monocristaux pour étudier en détails la physique de ces composés - puis extension possible des études à d'autres classes de matériaux : intermétalliques, covalents... - - 2. volet instrumental, via 2 grands axes : - a) l'implantation au sein du département MCMF d'une cellule Paris-Edinburgh couplée à un générateur de rayons X de laboratoire (détecteur type image plate) - b) le développement des mesures in-situ (mesures thermodynamiques via thermocouples) sur l'enceinte Conac déjà présente au laboratoire - - La demande financière du projet concerne l'achat d'une cellule PE et de sa régulation de P et T, de jeux d'enclumes pour la cellule PE et l'enceinte Conac, des assemblages pour les montages HP pour les 2 appareillages HP, des thermocouples spéciaux nécessaires aux mesures thermodynamiques in-situ sur la Conac et le financement d'une partie d'un personnel postdoc qui travaillera sur les divers installations HP du projet. - En conclusion, ce projet qui s'inscrit dans le cadre des thématiques dé