Explorer la croissance et les propriétés de films minces épitaxiés d'alliages et d'oxydes à haute entropie – Entropitax

Entropitax synthétisera et fournira des monocristaux d'alliage (HEA) et d’oxyde (HEO) à haute entropie à base de terres-rares sous forme de films minces épitaxiés. Leurs structures de surface, d’interface et de volume seront caractérisées à l'échelle atomique, tout en bénéficiant des fonctionnalités intrinsèques de ces matériaux.
Pour décorréler les facteurs clés liés à la croissance, à la stabilité et aux propriétés de matériaux aussi complexes, l’utilisation de systèmes modèles dans des conditions contrôlées est d'une importance capitale. La croissance par épitaxie par jets moléculaires (MBE) de couches minces épitaxiées de haute qualité structurale permettra de pallier au manque de monocristaux centimétriques de HEA et HEO lié aux difficultés rencontrées lors de la croissance par les techniques conventionnelles. Les monocristaux ainsi obtenus par MBE avec une orientation cristallographique bien définie permettront une compréhension fondamentale des surfaces et interfaces des HEA & HEO à l'échelle nanométrique (ségrégation, reconstruction de surface, structure atomique…), tout en explorant leurs fonctionnalités intrinsèques en l’absence de nombreux joints de grains. Sur la base des travaux MBE, la pulvérisation magnétron réactive sera mise en œuvre pour produire des films minces HEO épais avec des stœchiométries et orientations bien définies, approche idéale et polyvalente pour une synthèse à plus grande l'échelle. La pulvérisation magnétron réactive offrira aussi la possibilité de recouvrir des pièces de formes différentes. Enfin, les fonctionnalités des films HEO déposés seront caractérisées, en particulier leurs propriétés électrocatalytiques. Compte tenu du coût des catalyseurs à base de métaux nobles, des alternatives sont cruciales. Les HEA oxydés et HEO ouvrent de nouveaux horizons avec un espace de configuration infini. Ce projet repose sur l'expertise de 3 équipes de recherche, de 3 centres techniques et sur des installations uniques à l'IJL.