MUZIC

Parmi les matériaux ferroélectriques, le titanate de baryum pérovskite (BaTiO₃ – BTO) est bien connu pour afficher de nombreuses propriétés intéressantes liées à la présence d’une polarisation électrique spontanée, telles que la photocatalyse et l’amélioration de la capacité des batteries ; la piézoélectricité, ce qui a conduit au développement de systèmes nanoélectromécaniques pour la récolte d’énergie ; mais aussi la conversion de fréquence (génération du second harmonique – SHG) ou la modulation optique trouvant des applications en optoélectronique. Dans les applications technologiques nécessitant une miniaturisation, le BTO est utilisé sous forme de films minces ou de nanostructures.

Des observations récentes de polarisation exotique dans les ferroélectriques à faible dimension (certaines réalisées par les partenaires de MUZIC) nécessitent une compréhension plus approfondie de la structure interne des nanocristaux de BTO afin d’optimiser leur intégration dans des dispositifs. À cette fin, nous mettrons en place une caractérisation multimodale à l’échelle du nanocristal individuel, en couplant la caractérisation optique (spectroscopie SHG et Raman) avec des sondes locales, en nous appuyant spécifiquement sur les modes de microscopie à force atomique (AFM) électriques, allant de la microscopie à force piézoélectrique à l’AFM conductrice et à la microscopie à sonde de Kelvin.

Le projet MUZIC réunit des experts aux compétences hautement complémentaires : des physiciens en optique (SPEC & LuMIn), des scientifiques des matériaux (SPMS, GeePs), un scientifique expert dans le développement de nanodispositifs de génération d’énergie (C2N) et un théoricien (partenaire international). La comparaison des simulations avec les données expérimentales fournira une compréhension approfondie des relations structure-propriétés et nous permettra de définir les paramètres clés pour optimiser les propriétés électromécaniques du nanoBTO en vue de leur utilisation optimale dans des dispositifs de gestion de l’énergie.