Série de 28 cellules photovoltaïques pour illustrer le laboratoire IMN

Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN)

NANTES CEDEX 3

À travers la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux sous la forme de poudres, de cristaux, de couches minces ou de monoblocs, la démarche de l'IMN conduit à l'optimisation d'un large éventail de propriétés en vue d'applications, telles que les cellules photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies ou encore les matériaux pour des mémoires, la photonique et l'optique ainsi que la métallurgie. Ces thématiques de recherche conduisent à de très nombreuses relations industrielles et institutionnelles.

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Microscope électronique en transmission (MET) dans son enceinte acoustique. En fonctionnement normal, toutes les portes de l'enceinte sont fermées afin de minimiser les perturbations acoustiques qui pourraient limiter les performances du MET. Seule la partie haute de la colonne du MET est visible sur cette image avec comme éléments principaux le canon à électrons, le monochromateur, le correcteur sonde, la platine goniométrique et la lentille objectif.

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Microscope électronique en transmission dans son enceinte acoustique
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Sodalite de variété hackmanite naturelle qui montre une couleur pourpre après illumination sous ultraviolets. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

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Sodalite de variété hackmanite naturelle, de couleur pourpre après illumination sous ultraviolets
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Mini-module photovoltaïque avec une architecture alternative fabriqué entièrement à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Il consiste en trois cellules connectées en série. Ces cellules sont des dispositifs photovoltaïques à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2. Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %.

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Mini-module photovoltaïque avec une architecture alternative
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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. Ici, il s'agit de déposer une couche mince d'un matériau chalcogénure isolant de Mott au sein d'un empilement de couches minces, en vue de réaliser deux nouveaux dispositifs de rupture : les mémoires de Mott et les neurones artificiels de Mott.

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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces
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Sodalite hackmanite synthétique sur un support pour une analyse de diffraction des rayons X après illumination sous ultraviolet. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont…

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Sodalite hackmanite synthétique après illumination sous ultraviolet
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Plasma d'argon utilisé pour le dépôt de matériaux en couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. La technique de dépôt utilisée ici est la pulvérisation magnétron. Elle nécessite la création, au voisinage d'une cible céramique du matériau à déposer, d'un plasma d'argon (mélange d'espèces gazeuses ionisées) qui se caractérise par un spectre d'émission lumineuse dans le violet.

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Plasma d'argon utilisé pour le dépôt de matériaux en couches minces
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Mesure courant-tension (I-V) sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2, entièrement fabriqué à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Il consiste en trois cellules connectées en série. Il est maintenu à une température de 25 °C à l'aide d'un système équipé d'un élément Peltier. Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %. Cette mesure permet de d'évaluer les performances des…

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Mesure courant-tension sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces
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Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité. Connaître l'évolution de la résistance électrique d'un nouveau matériau en fonction de la température est particulièrement important. Cela permet de savoir si ce matériau est un isolant électrique, un métal (bon conducteur électrique), voire même un supraconducteur (conducteur électrique parfait, résistance électrique nulle).

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Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité
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Microscope électronique en transmission (MET) dans son enceinte acoustique. En fonctionnement normal, toutes les portes de l'enceinte sont fermées afin de minimiser les perturbations acoustiques qui pourraient limiter les performances du MET. Seule la partie haute de la colonne du MET est visible sur cette image avec comme éléments principaux le canon à électrons, le monochromateur, le correcteur sonde, la platine goniométrique et la lentille objectif.

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Microscope électronique en transmission dans son enceinte acoustique
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Sodalite hackmanite synthétique avec une partie blanche et une partie pourpre ayant été exposée aux ultraviolets. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

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Sodalite hackmanite synthétique avec une partie blanche et une partie pourpre après exposition aux ultraviolets
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Série de cellules : 28 cellules individuelles de 0,5 cm² de surface sur un substrat de 2,5 x 7,5 cm². Ces cellules sont des dispositifs photovoltaïques, à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2, fabriqués à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %.

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Série de 28 cellules photovoltaïques de 0,5 cm² de surface, sur un substrat de 2,5 x 7,5 cm²
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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. Ici, il s'agit de déposer une couche mince d'un matériau chalcogénure isolant de Mott au sein d'un empilement de couches minces, en vue de réaliser deux nouveaux dispositifs de rupture : les mémoires de Mott et les neurones artificiels de Mott.

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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces
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Console du microscope électronique en transmission (MET) permettant de déplacer l'échantillon, de changer de modes d'observation, de faire des réglages et des alignements du faisceau d'électrons. L'utilisation du MET se fait à distance, dans une pièce extérieure à celle où il est placé. Sur les écrans, les échantillons peuvent être observés directement grâce à différentes caméras.

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Console du microscope électronique en transmission
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Hackmanite synthétique sur un support pour une analyse de diffraction des rayons X. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

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Hackmanite synthétique sur un support pour une analyse de diffraction des rayons X
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Mesure courant-tension (I-V) sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2, entièrement fabriqué à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Il consiste en trois cellules connectées en série. Il est maintenu à une température de 25 °C à l'aide d'un système équipé d'un élément Peltier. Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %. Cette mesure permet de d'évaluer les performances des…

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Mesure courant-tension sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces
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Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité. Connaître l'évolution de la résistance électrique d'un nouveau matériau en fonction de la température est particulièrement important. Cela permet de savoir si ce matériau est un isolant électrique, un métal (bon conducteur électrique), voire même un supraconducteur (conducteur électrique parfait, résistance électrique nulle).

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Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité
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Sodalite hackmanite synthétique avec une partie blanche et une partie rose ayant été exposée aux ultraviolets. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

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Sodalite hackmanite synthétique avec une partie blanche et une partie rose après exposition aux ultraviolets
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Open media modal

Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. Ici, il s'agit de déposer une couche mince d'un matériau chalcogénure isolant de Mott au sein d'un empilement de couches minces, en vue de réaliser deux nouveaux dispositifs de rupture : les mémoires de Mott et les neurones artificiels de Mott.

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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces
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Hackmanite synthétique sous illumination ultraviolet. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

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Hackmanite synthétique sous illumination ultraviolet
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Mesure courant-tension (I-V) sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2, entièrement fabriqué à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Il consiste en trois cellules connectées en série. Il est maintenu à une température de 25 °C à l'aide d'un système équipé d'un élément Peltier. Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %. Cette mesure permet de d'évaluer les performances des…

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Mesure courant-tension sous simulateur solaire sur un mini-module photovoltaïque à base de couches minces
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Open media modal

Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité. Connaître l'évolution de la résistance électrique d'un nouveau matériau en fonction de la température est particulièrement important. Cela permet de savoir si ce matériau est un isolant électrique, un métal (bon conducteur électrique), voire même un supraconducteur (conducteur électrique parfait, résistance électrique nulle).

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Mise en place d'un échantillon sur une canne de mesure de résistivité
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Open media modal

Station de pompage sous vide des porte-objets de microscopie électronique en transmission (MET). Leur stockage à l'abri de l'air permet de limiter la contamination lors de la caractérisation par MET des échantillons. Quatre ports permettent de stocker simultanément quatre porte-échantillons. Ici, seuls trois sont utilisés, de bas en haut : porte-échantillon dédié à la tomographie électronique, porte-échantillon simple tilt, porte-échantillon cryogénique.

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Station de pompage sous vide des porte-objets de microscopie électronique en transmission
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Sodalite hackmanite synthétique pourpre qui retourne à son état initial blanc suite à une exposition à la lumière visible d'une LED.Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques…

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Sodalite hackmanite synthétique pourpre qui retourne à son état initial blanc
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Mise en place d'un échantillon dans un spectromètre Raman. La spectroscopie Raman est une technique de caractérisation des matériaux extrêmement puissante. Elle permet notamment de déterminer les énergies des modes de vibrations atomiques dans la matière. Ici, l'objectif est de détecter une transition de phase créée sur une très petite zone de l'échantillon (20 x 2 µm).

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Mise en place d'un échantillon dans un spectromètre Raman
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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. Ici, il s'agit de déposer une couche mince d'un matériau chalcogénure isolant de Mott au sein d'un empilement de couches minces, en vue de réaliser deux nouveaux dispositifs de rupture : les mémoires de Mott et les neurones artificiels de Mott.

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Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces

CNRS Images,

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