Archives de l’auteur : Emmanuel Aubert

Géométrie et topologie des bandes pour les électrons dans les cristaux

Le prochain séminaire du département de Physique et Mécanique de la faculté des sciences aura lieu le mercredi 25 novembre à 14h dans l’amphi 8. Nous recevrons Jean-Noël Fuchs du laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée de l’Université Pierre et Marie Curie.

Géométrie et topologie des bandes pour les électrons dans les cristaux
La théorie des bandes (Bloch, Peierls, Wilson, etc. vers 1930) a été un progrès majeur dans la compréhension des solides cristallins et en particulier dans celle de leurs propriétés de transport électronique. C’est une conséquence directe de la mécanique quantique achevée vers 1926 et qui permet de comprendre la différence fondamentale entre conducteurs (métaux) et isolants électriques. Un résumé succinct est qu’un électron dans un cristal possède des énergies permises qui se groupent en bandes continues séparées par des zones d’énergie interdites appelées gaps. Suivant que le remplissage en électrons donne un niveau de Fermi tombant dans une bande (ou un gap), le cristal est un conducteur (ou un isolant). Au cours des dix/vingt dernières années, et essentiellement suite à la découverte du graphène (2004) et des isolants topologiques (2008), il est apparu qu’une partie de la théorie des bandes avait été négligée. En effet, cette dernière est plus riche qu’une simple affirmation sur le seul spectre en énergie formée de bandes et de gaps. Elle contient également des informations cruciales sur les fonctions d’ondes (dites de Bloch) associées. Par exemple, l’effet Hall quantique anormal ou encore l’aimantation magnétique orbitale ne peuvent être compris à partir du seul spectre en énergie mais nécessitent de connaître des propriétés des fonctions de Bloch telles que le nombre de Chern ou la courbure de Berry. Dans cet exposé, je présenterai cette version moderne de la théorie des bandes, dite théorie géométrique ou topologique des bandes en m’appuyant sur de exemples tels que le graphène, les isolants topologiques et les semi-métaux de Weyl.

Séminaires chercheurs

Les laboratoires qui composent le département organisent des séminaires où les membres de ces laboratoires ou des chercheurs extérieurs exposent leurs travaux.

Ces séminaires sont référencés sur les sites propres des laboratoires :

Des séminaires “recherche” ayant à vocation d’attirer une audience plus large sont également organisés.

Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X dans le domaine des X dur

F. Baudelet Synchrotron SOLEIL, CNRS donnera une conférence le jeudi 15 Octobre à 14h en Amphi 12 (FST) intitulée :
Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X dans le domaine des X dur

 Le dichroïsme magnétique circulaire des rayons X est la mesure de la différence des sections efficaces d’absorption de composés ferromagnétiques, ferrimagnétiques ou paramagnétiques mesurés avec des photons X polarisés circulairement soit à droite soit à gauche. Le signal obtenu est proportionnel au moment magnétique porté par l’orbitale sondée d’un élément particulier. C’est l’une des rares sondes sélectives du magnétisme qui en outre s’adapte bien à la pression.

La première mise en évidence expérimentale du XMCD dans le domaine des X durs a été réalisée en 1987 par G.Schütz au seuil K du fer (transition 1s→ 4p).

 Dans l’exposé je décrirai les mécanismes à l’origine de la sensibilité des X aux propriétés magnétiques et illustrerai l’utilisation de cette technique par quelques résultats obtenus sous pression.

Questionnaire d’accueil en L1

Les études en licence L1 physique chimie de la Faculté des Sciences et des Technologies de l’Université de Lorraine nécessitent la connaissance des outils mathématiques de base. Le Département de Physique & Mécanique de Nancy vous propose une série de questions permettant de vous autoévaluer.

Pour avoir de bonnes chances de réussir votre année universitaire, la maitrise de ces outils simples est indispensable. Si vous rencontrez des difficultés à résoudre certains de ces exercices (trigonométrie, vecteurs, dérivation et intégration…) nous vous recommandons de travailler avant la rentrée vos cours de lycée sur les parties concernées.

Pour accéder au questionnaire, cliquez sur la page suivante :

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Formation continue “Cristallographie – Analyse structurale des matériaux par diffraction”

Formation continue “Cristallographie – Analyse structurale des matériaux par diffraction”

CIBLE : Ingénieurs, techniciens et analystes travaillant dans le domaine de la caractérisation de la matière cristallisée.

OBJECTIF DE LA FORMATION : donner les bases théoriques et expérimentales nécessaires à la détermination structurale de composés cristallins et à l’analyse de phases (composés inorganiques, organiques, pharmacologiques, macromolécules).

PARTIE 1 : Cristallographie : Fondements

PARTIE 2 : Diffraction des rayons X sur monocristal

PARTIE 3a : Analyse de phases par diffraction des rayons X sur poudre

PARTIE 3b : Cristallographie des macromolécules

Plus de détails sur le site Formation Continue de l’Université de Lorraine

La première édition à eue lieu du 12 au 16 Mai 2014, suivie par des chercheurs et ingénieurs du CNRS et de l’entreprise Solvay.

Formation continue «Initiation à la radiobiologie, la radioprotection et la dosimétrie»

  • Objectifs
    – Acquérir des connaissances dans le domaine du nucléaire appliqué à des fins biologiques ou médicales
    – Identifier et prévenir les risques liés à l’utilisation de sources nucléaires
    – Connaître les limites d’exposition recommandées
    – Adapter la protection en fonction du type de rayonnements
  • Description / Programme
    Socle de base :
    – La physique nucléaire, les différents types de rayonnements
    – Décroissances radioactives
    Radio-toxicité, effets sur le vivant :
    – Radio-sensibilité des organes
    – Lésions moléculaires (ADN)
    – Lois de survie cellulaire
    Radioprotection :
    – Interaction rayonnement/matière
    – Longueur de pénétration
    – Loi d’atténuation
    Dosimétrie :
    – Définitions et unités
    – Outils de détection pour les rayonnements d’origine nucléaire
  • Prérequis
    Aucun.
    Le contenu mathématique a été volontairement adapté pour se concentrer sur les applications biologiques ou médicales des rayonnements. Tout en restant rigoureux cela permet d’éviter de passer un temps inutile sur des aspects purement calculatoires.
  • Public concerné
    -Toute personne intéressée par l’utilisation de radioéléments en médecine ou biologie.
    -Toute personne souhaitant réussir une épreuve de concours en lien avec la radiobiologie.
    Le contenu et la durée de la formation pourront être adaptés aux personnes inscrites à la formation.
  • Point fort
    L’enseignement est proposé avec une multitude d’applications en lien avec l’utilisation des radioéléments en médecine ou en biologie :
    – stérilisation d’insectes
    – stérilisation d’outils ou de denrées alimentaires
    – traitements de la thyroïde, de tumeurs malignes
    – pacemaker à pile nucléaire
    – utilisation de marqueurs, dosages
  • Responsable pédagogique
    VALSAQUE Fabrice

Plus d’information sur le site Formation Continue de l’Université de Lorraine

Formation continue «Les bases de la physique nucléaire»

  • Objectifs
    – Acquérir des connaissances ou une culture en générale en physique nucléaire
    – Etre capable d’identifier les risques
    – Savoir adapter la protection en fonction du type de rayonnements
    – Connaître les limites d’expositions recommandées
  • Description / Programme
    Socle de base :
    – La physique nucléaire, les différents types de rayonnements
    – Calcul des énergies libérées lors d’une réaction nucléaire
    – Décroissances radioactives
    – Éléments de comparaisons entre les centrales fossiles et nucléaires
    Radioprotection :
    – Interaction rayonnement – matière
    – Longueur de pénétration
    – Loi d’atténuation
    Dosimétrie :
    – Définitions et unités
    – Outils de détection pour les rayonnements d’origine nucléaire
  • Prérequis
    Aucun, c’est un cours d’initiation. Les aspects mathématiques ont volontairement été adaptés pour faciliter la compréhension des compétences telles que la radioprotection ou la dosimétrie. Tout en restant rigoureux, cela évite de passer un temps inutile sur des aspects purement calculatoires.
  • Public concerné
    Tout public.

Le niveau et la durée de la formation pourront être adaptés en fonction des personnes inscrites à la formation.

Visites en collèges & Lycées

Depuis environ 2010, plusieurs membres du département de physique proposent des animations destinées au milieu scolaire. Leurs sujets principaux sont des déclinaisons autour du magnétisme, du froid et de la supraconductivité d’une part, de l’univers et de la gravitation d’autre part, la cristallographie et enfin du cosmos et de ses origines. L’animation s’étale sur deux heures environ, selon le niveau des jeunes auxquels elle s’adresse (école élémentaire, collège, lycée, classe prépa, tout public …).

Modalités d’interventions :
Deux organisations sont possibles pour ces animations : soit nous nous déplaçons dans les classes, soit nous invitons les classes à la Faculté des Sciences et Technologies de Vandoeuvre pour une journée ou demi-journée d’immersion. Continuer la lecture →