MINATEC

Résumé

Résumé
Le stage s’inscrit dans une thématique de recherche sur les aspects fondamentaux et les applications des matériaux à changement de phases (PC-materials) qui présentent deux phases métastables, l’une cristalline, l’autre amorphe. Actuellement utilisés pour le stockage de l'information dans les DVD réinscriptibles, ces matériaux (par exemple Ge2Sb2Te5, Ge.15Sb.85, Ge0.5Te0.5) sont des candidats très prometteurs pour les mémoires RAM du futur [1]. Ils ont la particularité de présenter une instabilité d’origine électronique (distorsion de Peierls) qui conduit à des propriétés électroniques et optiques différentes dans les états amorphe et cristallin. Ces différences de propriétés proviennent de différences structurales importantes entre les états amorphe et cristallin. La transition de l’état amorphe à l’état cristallin est la plus lente, puisqu’elle correspond à une mise en ordre et est l’objet d’études en vue de son accélération. La compréhension des mécanismes de transition requiert des études de la structure locale. Dans ce cadre, l’étude de l’état liquide est très pertinente [2] à la fois du point de vue fondamental et pour les applications dans les PC-materials car la transition entre l’état cristallin et amorphe passe par l’état fondu. L’objectif principal du stage sera d’analyser, en confrontant des mesures par diffusion de neutrons et des simulations ab initio (en collaboration avec l’université de Liège, Belgique), la structure de liquides de différentes compositions, susceptibles de donner lieu à des matériaux à changement de phase plus performants, ou présentant des anomalies thermodynamiques liées à l’évolution en température de la distorsion de Peierls (dilatation thermique négative).
Dans le cadre d’une éventuelle poursuite en thèse, des études complémentaires, en particulier
de la dynamique, seront mises en oeuvre en s’appuyant sur un usage intensif des grands
instruments (synchrotrons et sources de neutrons) et l’usage des simulations ab initio sera
considérablement étendu afin de relier la structure aux propriétés électroniques et
vibrationnelles.
[1] M. Wuttig et al., Nature Materials 6, 824 (2007).
[2] C. Steimer et al., Advanced Materials (in press, 2008).
Mots clés : stockage de l’information/ transitions de phases / structure atomique/ simulations ab initio
Lieu
LMGP – CNRS/Grenoble INP- Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique –