GREMI GREMI. Groupement de Recherche sur l'energétique des Milieux Ionisés (Laboratoire)

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Aimé Drapeau
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1 Université d'orléans Polytech-Galilée 14 rue d'issoudun- BP ORLEANS Cedex 2 Chantal LEBORGNE Directrice (33) chantal.leborgne@univ-orleans.fr Groupement de Recherche sur l'energétique des Milieux Ionisés (Laboratoire) Procédés plasmas et laser - Matériaux, Conversiond'énergie, Biologie, Dépollution, Nanotechnologie Le est une Unité Mixte de Recherche de l'université d'orléans et du CNRS, dont les travaux concernent les procédés plasmas et/ou laser et leurs applications dans des domaines très variés relevant de l'énergétique, des matériaux, de la microélectronique, des nanotechnologies, de la métrologie, des sources de rayonnement, du biomédical, de la propulsion, des transports et de l'environnement. Ces applications scientifiques ou technologiques exploitent les propriétés thermiques, réactives, conductrices et radiatives des plasmas qui peuvent varier considérablement selon leur mode de production. Ces propriétés très variables offrent ainsi aux plasmas une large adaptabilité à un grand nombre d'applications potentielles. Le est l''un des grands laboratoires «procédés plasmas» en France et possède une très large palette de réacteurs et systèmes. Ses compétences sont reconnues internationalement dans de nombreux domaines d'utilisation des propriétés des plasmas. L'ensemble du laboratoire travaille avec ce même objectif de compréhension des mécanismes élémentaires (de la matière diluée à la matière condensée) à partir des observations expérimentales combinées à la modélisation. Les études à vocation technologique sont privilégiées mais les aspects fondamentaux de la recherche sont très présents et généralement abordés en liaison avec les applications. Les recherches s'appuient sur un important potentiel expérimental dédié d'une part à la production du milieu plasma et d'autre part au diagnostic, avec un large appel à la modélisation de plus en plus indissociable de l'expérimentation. Les activités du laboratoire suivant 2 grands axes de recherche: 1) les procédés Plasma et Laser pour la conception de couches minces et nanomatériaux 2) développement de sources plasma pour de nouvelles applications EFFECTIF GLOBAL PARTENARIATS 65 personnes, enseignants, chercheurs, ingénieurs, Alcatel, techniciens Alpha Test, et ALTA administratifs, SPA, ATANOR, constituent CILAS, l'effectif CNRT moyen R2A, du, CTAS/Air, Liquide Welding, DELPHI, Dior, EDF, EFS 38 sont des permanents Electronique, EXOSUN, Germitec, INASMET, INEL, Ion Beam Services, METRAWARE, Philips, PSA-Renault, Saint Gobain, SAGEM, SILIOS, SNECMA, S'TILE, ST Microelectronics, THALES, Tégal, UNAXIS,, Xbybus. Personnels de l'enseignement supérieur : 24 Personnels du CNRS : 12 Page 1

fr/gremi/ Procédés plasmas et laser - Matériaux, Conversiond'énergie, Biologie, Dépollution, Nanotechnologie Le est une Unité Mixte de Recherche de l'université d'orléans et du CNRS, dont les travaux

2 Procédés plasma & nouvelles applications (Département) Procédés plasma & nouvelles applications Eric ROBERT Jean Michel POUVESLE l'axe de recherche "procédés plasma & nouvelles applications" regroupe essentiellement le développement de sources plasmas pour de nouvelles applications. Il s'organise autour de 3 domaines: 1) Les liens entre plasma et énergie sont étudiés pour la propulsion des satellites, les décharges d'arcs et la modification d'écoulements pour des applications aéronautiques et terrestres. 2) Les propriétés chimiques des plasmas sont utilisées pour les recherches à retombées environnementales comme la valorisation des composés hydrogénés/hydrocarbonés et de la biomasse, le traitement des effluents gazeux pour la dépollution et l'allumage de la combustion dans les moteurs à combustion interne. 3) Les sources de rayonnement et les applications biologiques des plasmas sont explorées à travers le développement de sources X et UV pour l'imagerie, l'utilisation des plasmas pour la médecine (notamment le traitement de cellules cancéreuses), et les microdécharges. MOTS-CLES - Propulsion ionique - Micro décharge, arc électrique - Combustion - Production de rayonnement énergétique uv, vuv, euv et x - Biomasse DOMAINES DE COMPETENCE - Plasma médecine - Imagerie par rayons x - Physique du moteur ionique - Propulsion spatiale - Plasmas hors équilibre APPLICATIONS - Environnement: dépollution effluents gazeux par plasma - Production d'hydrogene - Valorisation de la biomasse: production de gaz de synthèse - Nouvelle source de rayons X: * Diagnostic des sprays diesel * Biologie des radiations: Irradiation d'adn - Sources Extreme ultra violet - Plasma médecine: coagulation du sang, stérilisation et décontamination, cancérologie et dermato-cosmétologie (traitement tumeurs coliques ou pulmonaires: première démonstration d'un effet antitumoral des plasmas: - Propulsion sattellite: moteurs à effet Hall - Modification d'écoulement: réduction de la trainée des ailes d'avion SERVICES / PRESTATIONS - Médical - Valorisation de la biomasse - Automobile - Aeronautique - espace - Environnement SECTEURS D'APPLICATION - Spectroscopie - Modification d'écoulement - Chimie plasma - Modélisation SAVOIR-FAIRE EQUIPEMENTS PARTICULIERS Réacteur ECR Source flash X Spectromètres X,VUV, UV, VIS Réacteurs plasma basse et haute Pression: - Réacteurs basse pression capacitifs - Réacteurs de dépôts: Dephy, Pulp, CataPulp - Décharges impulsionnelles HV : Décharge à Barriere Diélectrique, Lampe sans mercure - Décharges rapides à forts courants : Z-pinch, PROXIMA, ATLAS1, ATLAS2, SPHINX, DIKEV1, DIKEV2, ECRX, XKEV - Réacteurs plasma hors équilibre à pression atmosphérique : GLIDARC, ROTARC, DBD, Micro-décharges Page 2

htm l'axe de recherche "procédés plasma & nouvelles applications" regroupe essentiellement le développement de sources plasmas pour de nouvelles applications.

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4 Procédés plasma-laser couches minces & nanomatériaux Procédés plasma-laser couches minces & nanomatériaux (Département) Pascal BRAULT l'axe de recherche "procédés plasma-laser" concerne les nanomatériaux. 3 thèmes principaux sont abordés: applications pour la conception de couches minces et 1) Le stockage, la conversion d'énergie et le développement de nouveaux matériaux pour des applications liées au photovoltaïque et à l'électronique transparente, à la conception de piles à combustibles et micro-batteries et le développement de nouveaux alliages haute entropie anti-adhérents. - Croissance de Couches Ultra-minces à Propriétés Catalytiques - Couches Minces d'alliages Métalliques - Etude des Transferts d'energie Plasma/Surface 2) Les nanotechnologies avec entre autres la gravure de matériaux par plasma, l'interconnections électriques et les drains thermiques à base de nanotubes de carbone, les traitements de surface par laser et la Pyro/Réflecto-métrie rapide: - Procédé Plasma Couplé a l'ablation Laser: Interconnexions Electriques et Drains Thermiques à Base de Nanotubes de Carbone - Pyro/Réflectometrie Rapide pour le Contrôle des Traitements de Surface par Lasers Pulsés - Gravure Profonde 3) Les plasmas poudreux avec l'étude de la croissance, du comportement et de la fonctionnalisation de nanopoudres et un aspect métrologie de nanopoudres et caractérisation de nanomatériaux. - Caractérisation de Nanoparticules par Laser - Croissance de Poudres de Carbone et Formation de Cristaux Coulombiens dans un Plasma Radiofréquence Basse Pression - Elaboration de Couches Minces Nanostructurées et Synthèse de Nanocristaux par Plasmas Basse Pression - Plasmas Carbonés Radiofréquences MOTS-CLES - Plasma poudreux - Diagnostic laser - Couches minces - Nanotechnologies & micro usinage - Piles à combustibles DOMAINES DE COMPETENCE - Interaction plasma/laser-matière - Chimie des plasmas - Diagnostics plasma - Simulation numérique - Spectroscopie - Energie: Piles à combustible Cellule photovoltaïque APPLICATIONS - Nanotechnologie: Interconnection électriques (TSV) Croissance de nanotubes de carbonne Micro usinage: MEMS (Décharges à Micro Cathode Creuse), MOEMS, Métrologie SERVICES / PRESTATIONS - Microélectronique - Valorisation de la biomasse - Energie renouvelable SECTEURS D'APPLICATION SAVOIR-FAIRE - Procédés plasmas et lasers - Couches minces (dépôts & métrologie) - Diagnostics des interfaces (transfert energie/surface) - Diagnostics des plasmas (spectroscopie optique) - Micro usinage EQUIPEMENTS PARTICULIERS Page 4

3 thèmes principaux sont abordés: applications pour la conception de couches minces et 1) Le stockage, la conversion d'énergie et le développement de nouveaux matériaux pour des applications liées au

5 Salle blanche, Réacteurs plasma basse et haute Pression: - Réacteurs basse pression haute densité : A601E, Helicon, Moteur ionique - Réacteurs basse pression capacitifs : PKE, PK3-plus, PK4, Réacteur Silane, Réacteur méthane - Réacteurs de dépôts: Dephy, Pulp, CataPulp - Plasmas induits par Laser et réacteur PLD assisté par plasma RF : PECVD, PLD1, PLD2 Large gamme de lasers (ps, ns, continus): - Lasers YAG (fondamental 1ω,2ω,3ω,4ω) - Lasers à colorants pompés par YAG - Laser à Argon ionisé (18 W) avec Laser à colorant en anneau (0.5 W) - Lasers à Argon refroidis par air (0.5 W) - Lasers Excimère (KrF) - Laser OPO (UV à IR) pompé par YAG - Lasers HeNe (10 mw) - Diodes laser accordables (proche IR) - Laser solide pompé par diode (473 nm) Analyse de Surface: - Microscope optique métallographique - Microscope électronique à balayage - Microscope à force atomique (AFM) - Microscope à effet tunnel (STM) - Ellipsomètres - FTIR Page 5

Lasers YAG (fondamental 1ω,2ω,3ω,4ω) - Lasers à colorants pompés par YAG - Laser à Argon ionisé (18 W) avec Laser à colorant en anneau (0.5 W) - Lasers à Argon refroidis par air (0.

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