Laboratoire de Recherche en Nanosciences (LRN) - EA 4682

Coordonnées

Secrétariat :
Mme Clélie Lombard
Tel. : +33 (0)3 26 05 07 50

Site internet du laboratoire : www.univ-reims.fr/lrn

Présentation

Effectif

Au niveau des permanents, le laboratoire est composé de 14 enseignants-chercheurs (7 PR, 5 MCF, 1 MCU-PH, 1 PR émérite), 2 Praticiens Hospitaliers et 6 personnels techniques (2 Ingénieurs de recherche, 2 ingénieurs d’études, 2 adjoints-techniques correspondant à 4,5 ETP).

Pour les non-permanents, les effectifs varient en fonction des années mais tournent autour de 8/9 doctorants,3/4 postdoctorants ou IR et 2/3 étudiants de M2.

Mots clés

Electronique organique, nanostructures semiconductrices, électrodépôt en liquide ionique, modélisation des propriétés électriques, biocapteurs, nanobiotechnologie, boîtes quantiques fluorescentes, marquage pour le diagnostic, nanocaractérisation, cryomicroscopie électronique, microscopie électronique et modes analytiques associés (EDS, EELS), microscopies corrélatives, instrumentation, Microscopies à force atomique « classique » et haute vitesse, cathodoluminescence, Microscopie à sonde de Kelvin, nanoInfrarouge, nanomécanique, biophysique,

Thématiques de recherche

Au niveau organisationnel et scientifique, le laboratoire est organisé autour de 3 thématiques dans lesquelles les différents personnels interviennent (laboratoire monogroupe), les personnels pouvant intervenir dans plusieurs thématiques en fonction de leurs compétences :

Le thème « élaboration de nanomatériaux et applications » regroupent les thématiques portant sur la mise au point de transistors organiques et l’élaboration de nano-objets semiconducteurs par des méthodes bas coûts qui peuvent donner lieu à des transferts industriels comme l’électrodéposition, principalement en solvant ionique, qui permet de réaliser des croissances contrôlées de nanofils et de nanotubes. Des nanocristaux semiconducteurs fluorescents à haut rendement quantique de type CdSe/ZnS sont également synthétisés par voie chimique. Les objets synthétisés sont caractérisés par des méthodes classiques pour leurs propriétés structurales (microscopies électroniques et analyses associées de type EDS, diffraction de RX, microscopie à force atomique, spectroscopie d’absorption infrarouge, Raman…), optiques (UV-vis, spectrofluorescence, photoluminescence, cathodoluminescence) et électriques (mesures 4 pointes, I(V), C(V) en température) ainsi que par des méthodes originales développées dans le thème 2. Les résultats expérimentaux sont complétés par des modélisations des propriétés électriques des transistors organiques et des nanocristaux semiconducteurs (modèle de type Monte Carlo pour les longueurs de diffusion des porteurs). Pour les OTFTs (Organic Thin Film Transistors), un modèle I(V) original de transistor organique prenant en compte les mécanismes physiques de transport et d’injection de charge dans les semi-conducteurs organiques a été développé.

Le thème « Nanocaractérisations et développements méthodologiques » regroupent les activités relatives aux développements de nouvelles techniques de caractérisation des propriétés des matériaux à l’échelle locale, aussi bien des nanomatériaux semiconducteurs pour des applications optoélectroniques que des objets biologiques. La mise en commun des activités de microscopie électronique (microscopie analytique à transmission et microscopie à balayage), de microscopie champ proche et de microscopies de fluorescence permet de disposer d’un panel très polyvalent de méthodologies pour caractériser les nano-objets élaborés et étudiés au sein même du LRN mais aussi par d’autres laboratoires partenaires. Outre des analyses classiques, ce groupe se focalise sur le développement de nouvelles expériences permettant d’améliorer les potentialités des appareils mais également de corréler les propriétés structurales, chimiques, optiques, mécaniques et électroniques. Parmi les développements en cours, nous pouvons citer les mesures KPFM de composants polarisés, les mesures en NanoInfrarouge couplées à des propriétés mécaniques locales, le développement de la microscopie AFM haute vitesse, les techniques de cryomicroscopies électroniques et la microscopie corrélative optique/électronique.

Le thème « Nano-biotechnologies » se focalise sur le domaine de la Santé et sur les événements à l’interface entre « nano » et « bio », c'est-à-dire la reconnaissance de biomolécules endogènes par des nano-capteurs synthétiques. Les applications biomédicales sont liées au développement de plateformes diagnostiques de types « lab-on-a-bead » et « lab-on-a-cheap » en utilisant les nanocristaux fluorescent semiconducteurs « Quantum Dots » (QDs) ainsi que des billes polymériques dopées avec des QDs de tailles et de couleurs différentes. Les nouvelles molécules-capteurs telles que les anticorps « domaines simples » couplés avec des QDs individuels ou sur la surface de billes dopées par des QDs font partie des développements innovants de l’équipe permettant une augmentation très significative en termes de sensibilité et de spécificité de détection et de diagnostic de pathologies tumorales, inflammatoires et auto-immunes.

Savoir faire

  • Elaboration de nanofils de type IV par électrodépôt en solvant ionique
  • Cryométhodes / nanoanalyses en microscopie électronique analytique à transmission
  • Techniques et savoir-faire nanobiotechnologiques uniques en France et reconnus internationalement
  • Compétences reconnues en modélisation et caractérisation des propriétés électriques de composants organiques
  • Développement des techniques de microscopie à force atomique (Haute vitesse, nanoInfrarouge, nanomécanique)
  • Fort savoir-faire en instrumentation

Equipements

  • un analyseur de transistors et un capacimètre
  • un prototype d’imprimante jet d’encre
  • un microscope optique de métallurgie
  • 2 boîtes à gants sous azote
  • un cryostat pour mesures 4 pointes et I(V)/C(V)
  • un AFM adapté pour mesures électriques KPFM de composants polarisés (avec environnement contrôlé)
  • un profilomètre
  • un rhéomètre
  • un goniomètre de table
  • un ellipsomètre
  • 3 Potentiostats/Galvanostats pour l’électrodépôt équipés avec une Microbalance Quartz (PM710)
  • Un réacteur pour synthèse de nanocristaux
  • Un AFM multimode 8 équipé avec le module PFQNM, une enceinte à humidité et températures contrôlées
  • Un Microscope Electronique à Balayage (MEB) JEOL7900F à pression variable équipé avec un détecteur EDS et un système de cathodoluminescence UV-visible
  • Un nanoindenteur Hysitron Triboscope
  • Un MET JEOL 2100 F équipé avec un détecteur EDX, un système EELS, un système de cathodoluminescence, des portes-échantillons froids et un porte-échantillon spécial refroidi pour la microscopie corrélative
  • Un cryomicrotome
  • 3 salles de culture cellulaire avec PSM, étuves…
  • Un spectrofluorimètre
  • Un spectromètre UV-Visible Infrarouge
  • Un microscope fluorescence inversé
  • Un AFM biologie couplé à un microscope confocal

Brevet

Depuis 2012,

Bercu B., Giraudet L., Simonetti O., Nicolas J.-L., Molinari M., "Procédé pour la mesure de potentiels de surface sur des dispositifs polarisés", PCT/FR2013/052140 (2013) - FR 2995698 (A1), classification internationale : G01N27/60 ; G01R31/28. Référence équivalente : WO 2014044966 (A1).

A. Kisserli, V. Duret, W. Mahmoud, B. Reveil, J.H.M. Cohen. "Méthode de détermination du polymorphisme de longueur de la molécule CR1" », Demande de Brevet N° FR1454010 (2014). Université de Reims-Champagne Ardenne

Partenariats

Entreprises privées

  • Becton-Dickinson
  • Givaudan
  • Brüker Nano

Académiques

  • ICUBE UMR CNRS 7357, Pr Thomas Heiser, Université de Strasbourg (électronique organique)
  • CBMN UMR CNRS UMR 5248, DR Sophie Lecomte, Université de Bordeaux (AFM)
  • LPICM, CNRS-UMR 7647, Ecole Polytechnique de Palaiseau – Orsay (nanomatériaux)
  • Laboratoire POMMA, UMR-CNRS 6136, Université d’Angers (caractérisation)
  • GES, CC074, UMR-CNRS 5650, Fac. de Sciences, Univ. de Montpellier II (caractérisation)
  • ISTM d’Angers (MOLTECH) UMR-CNRS 6200, Université d’Angers (caractérisation)
  • LE & CPCS, CNRS-UMR 7177, Université Louis Pasteur de Strasbourg (caractérisation)
  • LACCO, CNRS-UMR 6503, Université de Poitiers (Nanomatériaux)
  • IM2NP, UMR CNRS 7334, groupe du Pr Berbezier – Université d’Aix-Marseille (EBIC champ proche)
  • UMET, UMR CNRS 8207 - Université de Lille (STEM/EELS)
  • IGBMC, CNRS UMR 7104 - Inserm U 964, Université de Strasbourg (cryométhodes, TEM)
  • Max Planck Institute for Solid State Resaerch, groupe du Pr Hagen Klauk, Stuttgart, Allemagne (électronique organique)
  • IMEC, groupe du Pr Heremans, Belgique (électronique organique)
  • Institute of Solid State Physics, Academy of Science Moscow, Russie (caractérisation)
  • Institute of Physics, J. Dlugosz University of Czestochowa, Pologne (nanomatériaux)
  • Electronic Department, Technical University of Czestochowa, Pologne (nanomatériaux)
  • LOEPCM, Faculté de Science, Kénitra, Université Ibn Tofail, Maroc (nanomatériaux)
  • GEMOE, Fac. de Sci. & Tech., Marrakech, University Cadi Ayyad, Maroc (nanomatériaux)
  • International Innovation Center, Kyoto University, Japon (caractérisation)
  • Department of Mechanical Engineering, University of New Orleans, USA (caractérisation)
  • New Advanced Materials & Nanotechnology, Alexandria University, Egypte (caractérisation)
  • Centre de Physique de Minho, Braga Portugal (propriétés électriques)
  • University of Central Florida, Orlando, USA (AFM)
  • University of Tennesse, USA (AFM)
  • Institut Chemyakin-Ovchinnikov de Chimie Bio-organique de l’Académie de Sciences de Russie (nanomatériaux, champ proche)
  • laboratoires de Chimie Théorique et de Chimie Physique de l’Université Technologique de Dresden (nanomatériaux)
  • groupe de nanophotonique de l’Institut Fédérale pour la Recherche de Matériaux de Berlin (nanomatériaux)
  • Université de Mons, Belgique (AFM)
  • Université de Bucarest, Roumanie (AFM)
  • MePHI, Moscou, Russie (nanobiotechnologie)
  • Max Planck Institute, Stuttgart, Allemagne (transistors organiques)
  • université de technologie de Troyes, LNIO (nanomatériaux et nanocaractérisation)

Spécificité

Le laboratoire développe une très forte activité pluridisciplinaire grâce à la réunion de physiciens, électroniciens, biophysiciens, biochimistes et cliniciens qui place le LRN dans une dynamique forte de développement aux interfaces et nous permet de développer des projets ambitieux en maîtrisant en interne les différents aspects allant de l’élaboration, à la caractérisation et l’application finale.

En outre, une des forces du laboratoire est sa forte visibilité à l’international avec la participation en tant que porteur ou partenaire à plusieurs projets de type FP7, H2020, ERA-NET ou d’échanges grâce aux compétences de ses chercheurs.

Liste des personnels

Louis Giraudet, PR

Jean Ebothé, PR émérite

Olivier Simonetti, MCF

Jérémy Mallet, MCF

Thierry Maurel, MCF

Michaël Molinari, PR

Jean Michel, PR

Abdelillah El Hdiy, PR

Vincent Banchet, MCF

Maxime Ewald, MCF

Jacques Cohen, PU-PH

Igor Nabiev, PR

Jean-Marc Millot, PR

Thierry Tabary, PH

Marcelle Tonye-Libyh, PH

Hilal Hafian, MC-PH

Clélie Lombard, AdjTECH, secrétariat (70%)

Sylvain Potiron, IE (100%)

Laurence Wortham, IE (80%)

Nicolas Bogdan Bercu, IR (100%)

Alexandre Berquand (IR 50%)

Sylvie Guillaume (Adj. Tech 50%)

Date de mise à jour : avril 2018

MICHAEL MOLINARI
Directeur du LRN
Tél. : 03 26 91 87 15

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