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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Nicholas GALLEGO-LACEY (CEA-Irig/Pheliqs)
DESCRIPTION:Dynamique de spin singulet-triplet dans des boîtes quantiques à trous en germanium planaire\nRésumé : \nLes technologies quantiques connaissent un développement rapide\, largement porté par les perspectives offertes par l’informatique quantique. Contrairement aux ordinateurs classiques\, les ordinateurs quantiques exploitent des phénomènes quantiques tels que la superposition et l’intrication\, offrant potentiellement une augmentation considérable de la puissance de calcul. Cependant\, la conception de systèmes physiques capables de stocker et de manipuler l’information quantique de manière fiable demeure un défi majeur. Aujourd’hui\, plusieurs plateformes physiques sont étudiées pour l’informatique quantique\, notamment les circuits supraconducteurs\, les ions piégés\, les atomes neutres et les boîtes quantiques semiconductrices. Depuis la proposition des qubits de spin dans les semiconducteurs par Loss et DiVincenzo en 1998\, les boîtes quantiques se sont imposées comme une plateforme prometteuse pour l’étude et le contrôle des états quantiques. Plus récemment\, les spins de trous confinés dans des hétérostructures contraintes Ge/SiGe ont suscité un intérêt considérable en raison de leur fort couplage spin-orbite\, qui permet un contrôle rapide des qubits entièrement électrique\, ainsi que de leur compatibilité avec les technologies de fabrication des semiconducteurs existantes\, offrant ainsi des perspectives prometteuses pour leur montée en échelle. Cette thèse porte sur l’étude des systèmes à spin de trou réalisés dans des boîtes quantiques planaires Ge/SiGe et explore la nature des états quantiques pertinents pour les architectures de qubits de spin singulet–triplet et de type Loss–DiVincenzo. Dans ce but\, un procédé de nanofabrication a été développé afin de réaliser des dispositifs définis électrostatiquement fonctionnant dans le régime de quelques trous\, incluant des architectures à plusieurs boîtes quantiques intégrant des capteurs de charge. Les propriétés électroniques et de spin de ces dispositifs ont été caractérisées à l’aide de la réflectométrie radiofréquence par détection de charge. Les mesures obtenues mettent en évidence le lien étroit entre les procédés de fabrication et les performances des dispositifs\, soulignant l’importance de techniques de fabrication optimisées pour la réalisation de systèmes de boîtes quantiques de haute qualité. Un axe central de cette thèse a été l’étude de la relaxation des états quantiques pertinents pour la lecture des qubits de spin. À l’aide de mesures résolues en temps\, les dynamiques de relaxation et leur anisotropie ont été étudiées\, révélant une forte dépendance des temps de relaxation à l’orientation dans le plan du champ magnétique appliqué. Ces observations mettent en lumière le rôle essentiel du couplage spin-orbite et de l’anisotropie des facteurs g dans la détermination de la durée de vie des états quantiques. Les résultats apportent un éclairage direct sur les mécanismes de relaxation des spins de trous et montrent que la durée de vie des états de spin peut être modulée par l’orientation du champ magnétique\, avec des perspectives d’optimisation supplémentaires grâce à l’ingénierie du tenseur g. Enfin\, ces résultats suggèrent qu’une compréhension détaillée du tenseur g permet d’identifier les orientations optimales du champ magnétique maximisant la fidélité de lecture des qubits de spin et améliorant leurs performances globales​.​ \n_ \nATTENTION ! L’accès du site CEA nécessite une autorisation d’accès préalable. Merci de contacter à l’avance l’organisateur : Vivien Schmitt​
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-nicholas-gallego-lacey-cea-irig-pheliqs/
LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, 17\, avenue des Martyrs\, Grenoble\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Léa VALET (CEA-Irig/Biosanté)
DESCRIPTION:Rôles respectifs de Bone Morphogenetic Protein 10 (BMP10) cardiaque et hépatique dans le système cardiovasculaire\nRésumé : \nL’Activin receptor-like kinase 1 (ALK1) est un récepteur principalement exprimé par les cellules endothéliales\, et les mutations perte de fonction de son gène\, ACVRL1\, sont responsables de la télangiectasie hémorragique héréditaire (HHT) aussi appelée maladie de Rendu-Osler\, une pathologie rare caractérisée par de multiples anomalies vasculaires. Ses ligands de haute affinité\, Bone Morphogenetic Protein 9 (BMP9) et Bone Morphogenetic Protein 10 (BMP10)\, jouent un rôle central dans le maintien de l’homéostasie vasculaire. BMP9 est produit par les cellules étoilées du foie\, tandis que BMP10 est classiquement décrit comme étant majoritairement synthétisé par les cardiomyocytes de l’oreillette droite. Toutefois\, des travaux récents ont mis en évidence une production de BMP10 par les cellules étoilées du foie\, remettant en question cette vision classique et suggérant l’existence d’une source hépatique jusqu’alors largement sous-estimée. Cette observation soulève une question fondamentale : quelle est l’origine du BMP10 circulant biologiquement actif et quelle est la contribution respective du cœur et du foie au maintien de l’homéostasie vasculaire dépendante d’ALK1 ? \nPour répondre à cette question\, nous avons développé de nouveaux modèles murins permettant une délétion tissu-spécifique de Bmp10 : une délétion inductible dans les cardiomyocytes et une délétion constitutive dans les cellules étoilées du foie. Ces modèles ont été croisés avec des souris invalidées pour Bmp9 afin d’analyser les conséquences vasculaires de la perte combinée des différents ligands capables d’activer ALK1. Après validation génétique de ces modèles\, nous avons cherché à identifier l’origine du BMP10 circulant biologiquement actif et à caractériser les conséquences physiopathologiques associées à la perte de ces deux ligands. \nDe manière surprenante\, nos résultats révèlent que la délétion de Bmp10 dans le foie entraîne une disparition complète du BMP10 circulant biologiquement actif\, tandis que sa délétion cardiaque n’altère ni sa concentration plasmatique ni son activité biologique. Ces données démontrent ainsi que\, contrairement à ce qui était admis jusqu’à présent\, le foie\, et non le cœur\, constitue la principale source de BMP10 circulant actif. Sur le plan phénotypique\, les souris déficientes pour Bmp9 et Bmp10 hépatique présentent d’importantes altérations vasculaires locales : perte de l’identité endothéliale des sinusoïdes hépatiques associée à une dérégulation de voies métaboliques et à une accumulation de fibres de collagène dans le foie. De façon remarquable\, ces altérations ne se limitent pas au foie mais s’accompagnent d’une atteinte vasculaire systémique\, caractérisée par l’apparition d’anomalies artérioveineuses au niveau intestinal et rénal. Nous mettons également en évidence une atteinte pulmonaire sévère associée à une dilatation marquée des capillaires pulmonaires\, une désorganisation profonde du parenchyme pulmonaire ainsi qu’une augmentation importante de la perméabilité vasculaire. À l’inverse\, aucun de ces phénotypes n’est observé lors de la délétion combinée de Bmp9 et de Bmp10 cardiaque. \nCe travail révèle ainsi un rôle jusqu’alors insoupçonné du foie comme source principale de BMP10 circulant actif. En association avec BMP9\, ce ligand apparaît indispensable au maintien de l’intégrité endothéliale et de l’homéostasie vasculaire. Ces résultats redéfinissent notre compréhension des mécanismes contrôlant l’activation endothéliale d’ALK1 in vivo et apportent un nouvel éclairage sur les mécanismes impliqués dans les pathologies vasculaires associées à cette voie de signalisation\, notamment la maladie de Rendu-Osler. ​ ​​​​ \n\n\n_ \nTitle : The Respective Roles of Cardiac and Hepatic Bone Morphogenetic Protein 10 (BMP10) in the Cardiovascular System \nAbstract​​ : \nActivin receptor-like kinase 1 (ALK1) is a receptor predominantly expressed by endothelial cells\, and loss-of-function mutations in its encoding gene\, ACVRL1\, are responsible for hereditary hemorrhagic telangiectasia (HHT)\, also known as Rendu-Osler disease\, a rare vascular disorder characterized by multiple vascular abnormalities. Its high-affinity ligands\, Bone Morphogenetic Protein 9 (BMP9) and Bone Morphogenetic Protein 10 (BMP10)\, play a central role in maintaining vascular homeostasis. BMP9 is produced by hepatic stellate cells\, whereas BMP10 is essentially described as synthesized by right atrial cardiomyocytes. However\, recent studies have demonstrated BMP10 production by hepatic stellate cells\, challenging this classical view and suggesting the existence of a previously underevaluated hepatic source. This observation raises a fundamental question: what is the origin of biologically active circulating BMP10\, and what are the respective contributions of the heart and the liver to ALK1-dependent vascular homeostasis? \nTo address this question\, we developed novel mouse models allowing tissue-specific deletion of Bmp10\, including an inducible cardiomyocyte-specific knockout and a constitutive hepatic stellate cell-specific knockout (KO). These models were crossed with Bmp9-KO mice to investigate the vascular consequences of the combined loss of the different ligands capable of activating ALK1. Following genetic validation of these models\, we sought to identify the origin of biologically active circulating BMP10 and to characterize the pathophysiological consequences associated with the loss of these two ligands. \nStrikingly\, our results demonstrate that hepatic deletion of Bmp10 leads to the complete loss of biologically active circulating BMP10\, whereas cardiac deletion does not affect either its plasma concentration or its biological activity. These findings demonstrate that\, contrary to the current view\, the liver\, rather than the heart\, is the primary source of biologically active circulating BMP10. Phenotypically\, mice deficient in Bmp9 and hepatic Bmp10 display major local vascular alterations associated with disruption of liver sinusoidal endothelial identity\, dysregulation of hepatic metabolic pathways\, and collagen deposition in the liver. Remarkably\, these alterations are not restricted to the liver but are accompanied by systemic vascular defects\, including the development of arteriovenous abnormalities in the intestine and kidneys. We also demonstrate severe pulmonary alterations characterized by marked dilation of pulmonary capillaries\, profound disruption of lung parenchymal architecture\, and a substantial increase in vascular permeability. In contrast\, none of these phenotypes are observed following the combined deletion of Bmp9 and cardiac Bmp10. \nOverall\, this work uncovers a previously unrecognized role of the liver as the principal source of biologically active circulating BMP10. Together with BMP9\, this ligand is essential for maintaining endothelial integrity and vascular homeostasis. These findings redefine our understanding of the mechanisms governing endothelial ALK1 activation in vivo and provide new insights into the mechanisms underlying vascular diseases associated with this signaling pathway\, particularly hereditary hemorrhagic telangiectasia. \n_ \nATTENTION ! L’entrée d​u site CEA-Grenoble nécessite une autorisation préalable et sur présentation de votre pièce d’identité le jour de votre venue (CI ou passeport\, car le permis de conduire n’est pas recevable). Veuillez impérat​ivement nous contacter par mail avant le 19​ septembre : envoyer un mail \n\n\n\n\nNote : Entry to the CEA-Grenoble site requires prior authorization and the presentation of your ID on the day of your visit (ID card or passport; driver’s licenses are not accepted). Please request this authorization before September 19th to send an e-mail​
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-lea-valet-cea-irig-biosante/
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Liam JOHNSTON
DESCRIPTION:Enabling and Modelling Alternative Precursors and Processes Using Spatial Atomic Layer Deposition (SALD)\nRésumé : \nAtomic layer deposition (ALD) and its spatial variant (SALD) allow for the conformal coating of any geometry with atomic-scale precision\, leading to applications in nanotechnology\, microelectronics\, and optoelectronics. These techniques commonly use pyrophoric compounds\, which react violently with air\, complexifying deposition and transport. However\, the intrinsically higher deposition rate in SALD could allow the study of precursors which are less dangerous\, more efficient\, and/or more eco-friendly without compromising productivity compared with an ALD process using a pyrophoric precursor. To this end\, Zn(DMP)2 8and Ga(DMP)Me2 are studied as non-pyrophoric precursors for the deposition of zinc and gallium-containing oxides\, while a general fundamental model is proposed for SALD and compared to numerical simulations. \n_ \nContact : deborah.verger@grenoble-inp.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-liam-johnston/
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Jamie SILK
DESCRIPTION:Development and Optimization of a Sustainable Passive Atmospheric Water Harvesting Device\nRésumé : \nWater is essential for human life\, yet roughly two billion people worldwide still lack access to safely managed drinking water. With increasing pressure from rapid population growth and climate change\, there is a critical need for water generation technologies that are low-cost\, scalable\, and environmentally sustainable. Passive atmospheric water harvesting offers a promising solution by capturing moisture from the air without continuous energy input\, but current approaches are often limited by low efficiency or high cost. \nThis study aims to optimize a bioinspired mixed-wettability surface to enhance passive water collection by promoting both droplet nucleation and rapid transport of condensed water. The surface is fabricated using superhydrophobic zinc oxide nanowire (ZnO NW) arrays synthesized via a scalable sol-gel/chemical bath deposition method\, followed by functionalization with a non-fluorinated silane agent. Here\, we propose a novel “double-structured” ZnO NW array with hierarchical surface roughness. This novel morphology is assessed for its superhydrophobic property and benchmarked against other ZnO NW morphologies. Hydrophilic silica nanoparticles are then deposited on the superhydrophobic NW arrays to create the mixed wettability effect for water harvesting. Material performance is optimized by varying NW morphology\, surface wettability\, and nanoparticle concentration to maximize water collection rates and the stability of the material is tested over time to monitor for any degradation in performance. \nTo induce condensation without energy input\, this mixed-wettability surface is coupled with a passive daytime radiative cooling (PDRC) coating composed of bicontinuous interfacially jammed emulsion gels (bijels). Bijels are formed through the kinetic arrest of spinodal decomposition of two immiscible liquids by jamming nanoparticles at the liquid-liquid interface. These porous polymer films exhibit high solar reflectance and strong infrared emissivity which enables sub-ambient cooling by using cold outer space as a heat sink. The PDRC layer is optimized by adjusting the domain size and film thickness to achieve maximum cooling performance. In parallel\, a life cycle assessment (LCA) is conducted to evaluate the environmental impacts of material fabrication and identify key contributors to categories such as global warming potential\, water use\, and ozone depletion. This integrated approach informs design choices that minimize environmental burden. The results of this study show promise in developing a sustainable material with the ability to passively collect atmospheric water\, potentially aiding in providing clean water globally in the face of the climate crisis. \n_ \nContact : deborah.verger@grenoble-inp.fr
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Romy MORIN (CEA-Irig/Pheliqs)
DESCRIPTION:Dynamique des quasiparticules dans les supraconducteurs désordonnés avec couplage spin-orbite\nRésumé : \nLa supraconductivité est un état de la matière dans lequel les électrons forment un condensat de paires de Cooper de spins opposés. Par excitation d’énergie supérieure à deux fois le gap supraconducteur\, ces paires peuvent être brisées en deux quasiparticules indépendantes. À l’équilibre thermique\, la théorie BCS prédit une concentration de quasiparticules exponentiellement faible\, quasiment nulle à l’échelle du millikelvin. De nombreuses expériences ont cependant mis en évidence un excès significatif de quasiparticules\, dégradant les dispositifs supraconducteurs en réduisant les temps de cohérence des qubits et les facteurs de qualité des résonateurs. Cet excès\, provenant de multiples sources environnementales (photons IR\, phonons\, muons…)\, est difficile à éliminer. Comprendre la dynamique des quasiparticules devient essentiel pour prévenir leur « empoisonnement » des dispositifs quantiques. Dans les supraconducteurs désordonnés\, les fluctuations spatiales du gap peuvent piéger les quasiparticules\, modifiant ainsi leur spectre et entravant leur recombinaison en paires de Cooper. Cette thèse vise à mieux comprendre la recombinaison des quasiparticules dans les supraconducteurs désordonnés\, en étudiant (i) le spectre des états liés d’une déplétion locale du gap\, et (ii) les taux de relaxation de spin inélastiques\, nécessaires à la recombinaison. Dans un premier projet\, nous présentons un modèle minimal d’une déplétion locale du gap dans un supraconducteur propre. Une approche semiclassique révèle l’existence de multiples états liés dont le nombre dépend de la taille et de la profondeur de la variation du gap. En dimensions supérieures à un\, ce nombre devient très élevé pour un piège de taille typique de l’ordre de la longueur de cohérence. Une description complète via les équations de Bogoliubov-de Gennes montre qu’en dimension deux et trois\, un nombre infini d’états liés supplémentaires s’accumule près du bord du gap\, même pour des pièges arbitrairement petits. Les fonctions d’onde associées sont maximales à l’extérieur du piège et décroissent exponentiellement sur des longueurs caractéristiques très grandes. Ce modèle offre un cadre unifié décrivant les états liés sur toute une gamme de taille de pièges\, avec des implications directes pour les processus de recombinaison. Dans un second projet\, nous investiguons la recombinaison des quasiparticules en paires de Cooper singulet. Un unique piège abrite un grand nombre d’états liés\, de fait\, les quasiparticules piégées de spin opposé sont amenées à se recombiner rapidement. Progressivement le système est conduit vers une configuration où il ne reste que des quasiparticules de même spin. Le spin-flip devient alors un canal de recombinaison indispensable à étudier. Une analyse complète nécessite de combiner trois mécanismes: (i) l’interaction électron-phonon (relaxation d’énergie)\, (ii) le couplage spin-orbite faible (relaxation de spin)\, et (iii) le désordre inhérent aux matériaux réels. Une telle combinaison n’ayant jamais été pleinement établie\, même dans l’état métallique\, nous étudions la relaxation inélastique de spin via la règle d’or de Fermi comme première étape vers la recombinaison dans les supraconducteurs. Premièrement\, nous retrouvons le taux de relaxation inélastique en régime diffusif\, variant quartiquement en énergie car supprimé par le désordre\, comme prédit par Schmid. Puis\, nous calculons le taux de spin-flip élastique dans un métal désordonné\, proportionnel au taux de relaxation sans spin-flip. Enfin\, nous dérivons le taux de spin-flip inélastique dans un métal propre\, présentant une dépendance en puissance cinq de l’énergie. Ces deux taux présentent un préfacteur quartique en couplage spin-orbite\, suggérant que la relaxation de spin constituerait le facteur limitant de la recombinaison. L’extension au cas inélastique désordonné ainsi que la généralisation au cas supraconducteur sont esquissées\, ouvrant la voie à un calcul complet du taux de recombinaison.​ \n_ \nATTENTION ! L’accès du site CEA nécessite une autorisation d’accès préalable. Merci de contacter à l’avance l’organisateur : Julia Meyer \n 
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-romy-morin-cea-irig-pheliqs/
LOCATION:CNRS – Salle Nevill Mott (D420)\, CNRS - Institut Néel 25 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38042\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Corentin GUERIN (CEA-Irig/Pheliqs)
DESCRIPTION:Réalisation d’hétérostructures III-Nitrures pour l’émission UV profond : du matériau au dispositif\nRésumé : \nNous explorons ici plusieurs sujets connexes autour de l’émission dans la gamme UV-C pour des applications dans le domaine de la désinfection. Dans un premier temps\, nous étudions la croissance de l’AlN en structure nanofil par reprise d’épitaxie réalisée par une technique d’épitaxie par jets moléculaires (EJM) sur des nano-piliers de GaN. Nous étudions les conditions optimales de croissance EJM puis établissons un mode de croissance optimisé pour nos nanofils d’AlN utilisant une méthode de croissance alternée (Migration Enhanced Epitaxy). Suite à l’observation de défauts d’empilements étendus dans le plan basal des sections d’AlN\, assimilables à des inclusions cubiques le long de la matrice wurtzite\, nous identifions le caractère luminescent de ces défauts à basse température et établissons un modèle prédictif liant le nombre de plans de la faute d’empilement à son énergie d’émission. Dans un troisième temps\, nous étudions les propriétés de luminescence en température et résolues en temps d’un puits quantique GaN/AlN ultra-fin\, d’épaisseur graduée inférieure à une monocouche\, qui émet dans l’UV-C profond entre 240 nm et 220 nm. Etablissant les propriétés de la structure en luminescence résolue en temps\, nous établissons un modèle basé sur la fuite thermoionique de l’électron dans la barrière AlN\, permettant d’expliquer la chute de rendement quantique externe observée dans les émetteurs UV-C profonds. En outre\, nous détaillons la réalisation d’une Diode Électroluminescente réalisée par EJM et la réalisation du contact p. Nous démontrons une émission à 260 nm en électroluminescence\, pour un très faible EQE de 5.10−3%. Enfin\, nous proposons une méthode de mesure du rendement radiatif par excitation électronique\, basée sur l’utilisation d’une sphère intégrante à l’intérieur d’un microscope électronique.​ \n 
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LOCATION:CNRS – Salle Nevill Mott (D420)\, CNRS - Institut Néel 25 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38042\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Irene SUAREZ ANTUNA (DCM (équipe CIRe))
DESCRIPTION:Bio-inspired strategies for small molecule activation: from photochemical H2 production to electrochemical CO2 reduction\n_ \nContact : Nathalie.Camerino@univ-grenoble-alpes.fr \n 
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LOCATION:Maison Jean Kuntzmann – amphithéâtre\, 110\, rue de la Chimie\, Saint-Martin-d'Hères\, 38400\, France
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