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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Marco BIAGI (IRIG/Spintec)
DESCRIPTION:Exploration of orbital-to-spin conversion materials and integration in 3-terminal spin-orbit torque magnetic tunnel junctions\nRésumé : \nThe development of electrically controlled nanomagnets for spintronic applications\, particularly non-volatile magnetic memories (MRAM)\, is attracting strong interest due to the limitations of CMOS-based memories such as SRAM and eDRAM. Spin–orbit torque (SOT) MRAMs are promising candidates for addressing SRAM specifications; however\, current materials still suffer from limited efficiency and high resistivity\, leading to unmet write-current requirements. Recently\, studies have highlighted orbital phenomena as a potential route to enhance SOT efficiency\, owing to their larger magnitudes and availability in a broader set of materials. However\, orbital currents do not couple to magnetization in the absence of spin–orbit coupling\, requiring an orbital-to-spin conversion layer\, which motivates studies of conversion mechanisms and associated physics. \nIn this PhD work\, we evaluate promising orbital/HM/FM material systems for SOTMRAM applications. We present a comprehensive study of Ru/HM/FeCoB and Ta/W/ FeCoB systems\, where Ru and Ta act as orbital current sources\, while Ta\, W\, and Pt serve as orbital-to-spin conversion layers. Ru is predicted to exhibit one of the largest orbital Hall angles among transition metals while maintaining low resistivity. Ta\, a heavy metal with a large spin Hall effect\, is predicted to exhibit an orbital Hall angle approximately one order of magnitude larger than its spin counterpart. When a heavy metal is used as a conversion layer\, multiple spin-current contributions can coexist and add linearly to the total effective spin Hall conductivity\, potentially enhancing the overall SOT efficiency. \nWe characterized key parameters relevant to SOT magnetic tunnel junctions (MTJ) devices\, including saturation magnetization\, effective anisotropy field\, and resistivity\, and we quantified damping-like (ξDL) and field-like (ξFL) SOT efficiencies as a function of orbital and conversion layer thickness\, both in as-deposited and 300°C annealed samples. These metrics are benchmarked against reference HM/FeCoB systems to isolate the effect of the additional orbital layer. For Ru/Ta and Ru/W stacks\, limited enhancement ξFL of ξDL is observed relative to reference systems. In contrast\, Ru/Pt exhibits a twofold increase in ξDL compared to Pt alone. This difference is attributed to the stronger SOC in Pt\, which enables more efficient orbital-to-spin conversion. The independence of ξDL on Ru thickness further suggests an interfacial origin of the orbital contribution in Ru/Pt. However\, thermal annealing strongly degrades ξDL\, limiting its applicability for SOT-MRAM. In Ta/W systems\, we observe a strong enhancement of ξDL by a factor of 4.4 relative to Ta and 3.2 relative to W. A parallel-resistor model indicates that conventional SHE contributions cannot fully account for this increase\, pointing to an additional orbital-related mechanism. Extending the study to 400 °C annealing shows that ξDL remains largely stable\, indicating good thermal robustness while maintaining perpendicular magnetic anisotropy. \nLeveraging these advantages\, we further integrate the Ta/W system into SOT-MTJs and benchmark it against standard W-based MTJs. We investigate the pulse-length dependence of the critical switching current and provide a first demonstration of integrated orbital-to-spin conversion in SOT-MTJs. Ta/W devices exhibit switching currents comparable to W-based devices but have a lower switching current density and improved perpendicular magnetic anisotropy stability. Finally\, we present a proof-of-concept for vertical non-local switching of SOT-MTJ using orbital torques\, simplifying bottom-pinned SOT-MRAM fabrication. Overall\, these results demonstrate that orbital physics can be exploited to enhance SOT-MTJ performance\, simplify fabrication\, and provide a promising route toward scalable bottom-pinned MRAM technologies. \nPlus d’information : https://www.spintec.fr/phd-defense-exploration-of-orbital-to-spin-conversion-materials-and-integration-in-3-terminal-spin-orbit-torque-magnetic-tunnel-junctions/ \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/98769867024?pwd=dXNnT3RMeThjYStybGVQSUN0TVdJdz09 \n_ \n\n\nP​resential access to the confere​nce room at CEA in Gre​​noble requires an entry authorization\, request to admin.spintec@cea.fr
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LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, Laboratoire Irig/Spintec\, salle de séminaire 445\, bâtiment 1005\, CEA-Grenoble\, Grenoble
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Khadeeja MUBASHIRA (CEA-Irig/IBS)
DESCRIPTION:Étude de la séparation de phase de la phosphoprotéine du virus de la rage et de sa régulation par LC8\nRésumé : \nRabies virus (RABV) replication occurs in cytoplasmic\, membrane-less compartments known as Negri bodies (NBs)\, formed through liquid-liquid phase separation (LLPS) of viral components. The phosphoprotein (RABV P) is a central\, intrinsically disordered scaf fold of the viral replication machinery. This thesis investigates the structural\, biophysical\, and dynamic properties of RABV P\, with emphasis on its phase separation behavior and interactions with molecular partners. To enable this\, recombinant expression and purification protocols were optimized to produce stable\, high-quality protein samples for reproducible analyses. \nWe first characterized the intrinsic phase behavior of RABV P in vitro. The protein undergoes thermoresponsive LLPS with a lower critical solution temperature (LCST)\, forming reversible condensates within a narrow range of protein and salt concentrations. This process is driven by multivalent interactions within a heterogeneous ensemble of conformations\, where dimers assemble into higher-order oligomers prior to phase separation. The resulting phase diagram reveals a complex\, reentrant system governed by a balance between electrostatic repulsion and attractive dipole-dipole interactions. \nThe role of ionic conditions was further examined. While NaCl induced reentrant phase separation\, LLPS strongly depended on ion identity rather than ionic strength alone. Chloride salts promoted condensate formation\, whereas bromide salts did not\, indicating ion-specific (Hofmeister-type) effects. Systematic trends showed that fluoride enhances phase separation\, while cation effects are weaker. Divalent ions also promoted LLPS\, highlighting valency contributions. Chemical perturbations confirmed that condensates are stabilized by weak interactions: 1\,6-hexanediol partially disrupted droplets\, whereas ATP fully dissolved them. Notably\, RABV P intrinsically phase separates even in water\, modulated by pH\, protein concentration\, and ionic conditions. \nTime-resolved small-angle X-ray scattering (SAXS) revealed the structural evolution underlying LLPS. Following a temperature jump\, RABV P undergoes a hierarchical assembly process\, transitioning from dispersed species to larger structures. Early conformational rearrangements precede the formation of intermediate clusters\, followed by growth into larger assemblies. These structures remain disordered and liquid-like\, supporting a multistep nucleation-and-growth mechanism. \nThe host protein LC8 was investigated as a regulator of RABV P condensation. LC8 binds a conserved motif in RABV P with high affinity\, forming a defined complex and partitioning into condensates. Functionally\, LC8 enhances phase separation by increasing condensate size\, enriching RABV P in the dense phase\, and broadening the phase-separation window. It shifts phase boundaries toward lower concentrations and temperatures while preserving liquid-like properties. These results indicate that LC8 actively promotes condensation by stabilizing interaction-competent conformations and enhancing intermolecular connectivity. \nTo assess whether LC8 can compensate for intrinsic multivalency\, a truncated RABV P lacking the dimerization domain was analyzed. Although LC8 bound this construct\, the interaction was weaker and failed to restore robust phase separation. Only weak condensation was observed under crowding conditions\, demonstrating that LC8 cannot substitute for the native dimerization-driven multivalency.\nOverall\, this work establishes RABV P as a finely tuned multivalent scaffold whose phase behavior arises from the interplay of intrinsic disorder\, ion-specific effects\, and hierarchical assembly. LLPS emerges as a multistep\, non-ideal process rather than a simple binary transition. LC8 acts as a key host regulator that enhances phase separation without altering condensate dynamics\, while intrinsic multivalency remains essential. These findings provide a mechanistic framework for understanding viral condensate formation and highlight potential avenues for antiviral intervention. \n_ \nContact : alain.farchi@cea.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-de-khadeeja-mubashira-cea-irig-ibs/
LOCATION:Amphi A de Biologie\, Rue de la Piscine\, Saint-Martin-d'Hères\, 38400\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse de Henri GRÖGER (Irig/IBS)
DESCRIPTION:Structural and functional characterisation of the vaccinia virus PLD- fold endonuclease K4\, telomere-binding protein i1 and the DNA polymerase complex E9A20D4\nRésumé : \n\nPoxviruses\, such as the vaccinia virus (VACV) and the monkeypox virus\, are large\, enveloped dsDNA viruses from the orthopoxvirus genus that replicate entirely within the host cytoplasm. The 2022 and 2024 outbreaks of mpox\, caused by clade IIb and Ib\, respectively\, have revealed the lack of efficient antivirals and underlined the urgency of understanding poxvirus biology. The poxvirus genome is flanked by short\, inverted complementary hairpin telomeres that feature mismatched bases and insertions essential for viral replication. ​\n​\nThis thesis presents the structural and functional characterisation of three proteins central to poxvirus DNA metabolism : the E9A20D4 DNA polymerase holoenzyme\, and two telomere-interacting proteins\, the PLD-fold nuclease K4 and I1. The project initially focused on the VACV polymerase holoenzyme\, but was reoriented towards the telomere-interacting proteins following the publication of numerous competing mpox polymerase structures. ​\n​\nHaving established that VACV polymerase activity requires K+ and is inhibited by Na+\, I undertook a structure determination of the E9A20D4 polymerase holoenzyme bound to template DNA\, primer and incoming nucleotide in the presence of K+\, using single-particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM). I obtained both the structure of the complex E9exo−A20D4 as well as the structure of E9exo− alone bound to the primer-template DNA. The structures in the presence of K+ appear identical to published structures in the presence of Na+. However\, I identified an ion binding site in the exonuclease domain of E9. The thumb domain is disordered in the DNA-free structure\, partially disordered in DNA-bound E9 and ordered in the holoenzyme-DNA complex. SAXS data indicate conformational flexibility\, with more open conformations of E9A20D4 lacking an E9-D4 interface\, while mass photometry reveals partial dissociation of E9A20D4 at low concentrations\, even in the presence of substrate. ​\n​\nUsing cryo-EM\, I report the first structures of K4 in both apo and DNA-bound states\, revealing that the active site is occluded by an orthopoxvirus-specific C-terminal extension of the PLD fold that is displaced upon DNA binding. Biochemical characterisation demonstrates that K4 functions as a DNA-specific endonuclease with a preference for single-stranded DNA and hairpin loops. ​\n​\nI also report the first cryo-EM structure of I1 bound to DNA. I1 is known to bind to viral telomeres and is essential for virion maturation. Cryo-EM data showed the presence of dimers where the head domains 2 and 3 of I1 interact with the DNA duplex through electrostatic interactions\, while the N-terminal domain predicted to be α-helical remains disordered. In solution\, isolated I1 or I1 bound to DNA forms higher-order assemblies\, predominantly tetramers\, but also octamers. ​\n​\n​ Altogether\, these findings substantially advance the molecular understanding of poxvirus biology\, providing a foundation for future mechanistic studies and the rational development of antiviral strategies against emerging orthopoxvirus infections.\n​​\n\n\nLes séminaires et soutenances sont ouverts à tous\, notez toutefois que l’accès au campus EPN nécessite un avis de rendez-vous. Merci de remplir ce formulaire  et de l’adresser\, plus de 48h à l’avance\, à ibs.seminaires@ibs.fr. Pensez à vous munir d’une pièce d’identité le jour de votre visite.\n\n  \n  \n  \n  \n  \n 
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LOCATION:Salle des séminaires du CIBB\, EPN Campus - 71 avenue des Martyrs\, Grenoble\, 38000\, France
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Léonard OLIVOTTO (CEA-Irig/LCBM)
DESCRIPTION:Conception de catalyseurs hybrides enzyme/nanomatériaux et de solvants sur mesure pour réduire le CO2 par des procédés photochimiques et électrochimiques en présence d’oxygène\nRésumé : \nDans la recherche de nouvelles voies de valorisation du CO2 respectueuses de l’environnement\, l’utilisation d’enzymes représente une approche prometteuse. Parmi elles\, la monoxyde de carbone déshydrogénase (NiFe-CODH) réduit de manière réversible le CO2 en CO avec une performance et une sélectivité remarquable en conditions douces. Pour ces raisons\, plusieurs études ont exploré les [NiFe]-CODH en vue d’applications dans la réduction électrocatalytique et photocatalytique du CO2.\nCependant\, l’extrême sensibilité à l’oxygène de leur site actif constitué d’un centre multimétallique NiFE4S4\, limite leur intégration dans des dispositifs industriels. Par conséquent\, plusieurs stratégies ont été développées pour améliorer la tolérance à l’O2 des systèmes électrocatalytiques et photocatalytiques à base d’enzymes. Parmi celles-ci\, l’utilisation de solvants eutectiques profonds (DES) s’est avérée être une méthode intéressante pour la production photocatalytique d’hydrogène à base d’enzymes. \nDans cette thèse\, plusieurs méthodes de modification de surface pour la conception d’électrodes à base de nanotubes de carbone visant à optimiser l’interface CODH-électrode et\, par conséquent\, à améliorer les performances électrocatalytiques pour la réduction du CO2 ont été développées. Une fois optimisées en milieu aqueux\, les performances des bioélectrodes ont été étudiées dans des DES\, et l’effet protecteur de ce solvant non conventionnel contre l’exposition à l’O2 a été exploré. Les connaissances acquises jusque-là ont finalement été réutilisées pour développer des photosystèmes hybrides semi-conducteur-enzyme (SEHP). Le nitrure de carbone a été modifié par une méthode de greffage au diazonium\, caractérisé et démontré comme coopérant avec la CODH pour réaliser de la photoproduction de CO.\nLe système était également opérationnel dans un DES\, avec des performances catalytiques améliorées\, ce qui laisse entrevoir un avenir prometteur pour le développement de SEHP à base de CODH sensibles à l’O2. \nDans l’ensemble\, ces travaux constituent une nouvelle étape vers l’intégration de biocatalyseurs sensibles à l’O2 dans les technologies pertinentes d’utilisation du CO2. ​​​​ \n_ \nContact : alain.farchi@cea.fr \n 
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LOCATION:Bâtiment André Rassat / Chimie E – Salle de conférence RDC​\, 470 rue de la Chimie\, Gières\, 38610\, France
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SUMMARY:Soutenance de Thèse par Hanna KARAOUI (CEA-Irig/Spintec)
DESCRIPTION:Perpendicular anisotropy interfaces for high-efficiency low power spintronics\nRésumé : \nL’augmentation de la consommation mondiale d’énergie accentue le besoin de stockage de données à haute efficacité\, orientant la recherche vers des mémoires non volatiles à faible puissance comme la MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) à couple de transfert de spin. Les jonctions tunnel magnétiques (MTJ) perpendiculaires conventionnelles font face à un compromis critique lors de la réduction d’échelle\, l’anisotropie magnétique d’interface diminue\, imposant un dilemme entre stabilité thermique et efficacité de commutation. Les structures doubles-MTJ (DMTJ) répondent théoriquement à ce problème en insérant la couche de stockage (SL) entre deux barrières de MgO\, bien qu’elles souffrent souvent d’une fabrication complexe et de l’instabilité des couches de référence supérieures. Cette thèse étudie une architecture innovante nommée ASL-DMTJ\, où le polariseur fixe supérieur est remplacé par une couche d’assistance magnétique (ASL) à aimantation libre. Cette ASL interagit dynamiquement avec la couche de stockage par couple de transfert de spin et couplage ferromagnétique\, renforçant la stabilité par alignement magnétostatique et permettant une rétention élevée ainsi qu’une commutation à très faible puissance. Afin d’évaluer les performances via l’intégration de cette ASL\, un cadre de modélisation macrospin complet a été établi pour étudier les propriétés magnétostatiques et dynamiques. L’analyse du profil énergétique démontre que la stabilité thermique du système dépend de l’anisotropie interfaciale liée à l’épaisseur et du couplage dipolaire mutuel. Tandis que la réduction de l’épaisseur de la SL diminue intrinsèquement la barrière d’énergie\, l’inclusion du couplage dipolaire renforce la stabilité globale en favorisant les configurations parallèles\, agissant comme un mécanisme vital pour la rétention des données. Des investigations numériques mettent en évidence un mécanisme de commutation par étapes où la SL bénéficie des couples cumulatifs fournis par les couches de référence et d’assistance\, garantissant que la SL reste la couche la plus stable tandis que l’ASL facilite le renversement. Sur le plan expérimental\, une étude comparative démontre que les structures à double MgO offrent des propriétés de transport nettement améliorées par rapport aux implémentations à triple MgO en éliminant la résistance parasite. En optimisant l’épaisseur et l’oxydation de la barrière tunnel\, des valeurs de magnétorésistance tunnel optimisées ont été obtenues. L’utilisation systématique d’échantillons en double-MgO avec l’interface inférieure FeCoB/MgO sert de barrière principale\, tandis que l’interface supérieure est cruciale pour maximiser le champ d’anisotropie effectif. L’optimisation des matériaux a confirmé que les échantillons conservant une couche magnétique à l’interface MgO supérieure offrent une stablité dépassant le seuil de stabilité thermique requis de 40kBT avec une symétrie de commutation élevée. Enfin\, l’efficacité de commutation a été quantifiée via les distributions du taux d’erreur d’écriture sur des impulsions allant de 4 ns à 10 µs. Nous avons introduit un modèle unifié capturant la dépendance de la tension critique par rapport à la largeur d’impulsion à travers les régimes balistiques et thermiquement assistés. Ce modèle identifie un seuil de commutation caractéristique centré sur le point d’énergie minimale\, introduisant une nouvelle figure de mérite\, le rapport entre la barrière de stabilité thermique et l’énergie de commutation minimale\, fournissant une estimation plus précise de l’énergie opérationnelle. Les résultats expérimentaux ont montré une dépendance linéaire de la barrière d’énergie vis-à-vis du diamètre\, prouvant un mécanisme de commutation régi par la nucléation de domaines et la propagation de parois plutôt que par un modèle macrospin pur. Les calculs analytiques et expérimentaux confirment que les champs de fuite de la couche de référence modulent significativement ces barrières. \nLa hausse de la consommation énergétique mondiale pousse au développement de mémoires plus sobres comme la MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory). Mais en dessous de 20 nm\, les jonctions magnétiques classiques perdent en stabilité ou en efficacité. Cette thèse étudie une architecture innovante\, appelée ASL-DMTJ\, où une couche magnétique d’assistance aide la couche de stockage à conserver l’information tout en facilitant l’écriture avec peu d’énergie. Des modèles montrent que les interactions magnétiques internes renforcent la stabilité malgré la miniaturisation. Les expériences confirment que des structures à double barrière MgO améliorent les performances et réduisent les pertes. Un nouveau modèle de commutation est aussi proposé pour mieux estimer l’énergie nécessaire. Ces travaux ouvrent la voie à des mémoires plus petites\, rapides et économes en énergie.Face à l’explosion de la consommation numérique\, nos appareils ont besoin de mémoires plus économes. La technologie MRAM est une candidate idéale car elle conserve les données sans électricité. Cependant\, miniaturiser ces mémoires réduit leur stabilité \, les données risquent de s’effacer. Cette thèse explore une architecture innovante\, la “ASL-DMTJ”. L’idée est d’entourer la couche de stockage d’informations par deux barrières protectrices et d’ajouter une couche d’assistance magnétique. Cette dernière agit comme un guide dynamique qui aide à l’écriture des données tout en renforçant leur maintien dans le temps. En combinant simulations numériques et tests réels\, ces travaux prouvent que ce design permet de créer des mémoires ultra-stables et rapides. L’étude montre aussi que le basculement de l’information se passe à point d’énergie minimale\, offrant une grande efficacité énergétique. Ce nouveau modèle architectural permet d’envisager des technologies dont la consommation électrique serait drastiquement réduite. \nPlus d’information \nPour suivre la soutenance ​​​en visioconférence zoom​  ​​ –  Meeting ID : 987 6986 7024 – Passcode : 025918​ \n_ \n\n\nATTENTION ! L’entrée du 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).\nVeuillez impétaivement nous contacter par mail avant le 26 juin : admin.spintec@cea.fr​Note: 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).\nPlease request this authorization before June 26th to admin.spintec@cea.fr​
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-hanna-karaoui-cea-irig-spintec/
LOCATION:CEA – Salle de Séminaire IRIG (1005 – 445)\, Laboratoire Irig/Spintec\, salle de séminaire 445\, bâtiment 1005\, CEA-Grenoble\, Grenoble
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Lorenzo LOMBARDI (CEA-Irig/SyMMES)
DESCRIPTION:Production d’hydrogène à partir de points quantiques par photoélectrolyse de l’eau\nRésumé : \nLes boites quantiques (QD) sont des nanomatériaux semi-conducteurs prometteurs pour la production d’hydrogène par énergie solaire\, grâce à leur forte absorption lumineuse\, leurs coefficients d’extinction élevés et leurs propriétés électroniques modulables. Le développement d’alternatives respectueuses de l’environnement aux QD à base de cadmium est essentiel pour une dissociation de l’eau par voies photocatalytiques et photoélectrochimiques (PEC) durables. Dans ce contexte\, cette thèse étudie les QD à base de CuIn(Ga)S2 pour la production d’hydrogène par photo(électro)lyse de l’eau\, en mettant l’accent sur la relation entre synthèse\, chimie de surface et propriétés optoélectroniques.\nLes travaux explorent d’abord la synthèse organique de QD Cu(In)GaS2 par injection à chaud et chauffage\, combinée à l’ingénierie de l’enveloppe. L’injection à chaud permet d’obtenir des QD CuGaS2/ZnS/ZnS fortement émissifs\, mais des problèmes de purification liés à des résidus de précurseurs sont observés\, limitant la reproductibilité. Les méthodes de chauffage offrent un meilleur contrôle de croissance et une procédure plus simple. Des structures multishell (ZnS\, GaSx\, Al2O3) améliorent la stabilité colloïdale et améliorent les propriétés de photoluminescence. Les positions de bandes sont compatibles avec la production d’hydrogène\, comme confirmé par des analyses électrochimiques et spectroscopiques\, et l’échange de ligands permet le transfert des QD vers des milieux aqueux.\nLa thèse se concentre ensuite sur les synthèses aqueuses (batch\, micro-ondes et flux continu)\, plus durables et facilement scalables. Une nouvelle synthèse hydrothermique assistée par micro-ondes de QD CuInGaS2/GaSx est développée pour étudier l’incorporation du gallium en fonction des ligands. Différents ligands et architectures de surface sont explorés\, montrant un impact marqué sur composition et propriétés optiques. Seuls certains ligands aminocarboxyliques favorisent l’incorporation du gallium\, mise en évidence par spectroscopie d’absorption des rayons X\, tandis que la diffusion neutronique à petit angle fournit des informations structurales complémentaires. La structure électronique est étudiée par voltamétrie cyclique\, XPS\, UPS et PYSA\, corrélant niveaux de bande et performances. Une synthèse en flux continu de QD CuInGaS2 est également mise au point\, démontrant la scalabilité du procédé. Ces approches conduisent à des QD stables présentant des rendements quantiques jusqu’à 20 % et des durées de vie supérieures à 300 ns.\nEnfin\, les performances photocatalytiques et photoélectrochimiques sont évaluées. En photocatalyse\, les QD CuIn(Ga)S2 recouverts de glutathion produisent de l’hydrogène sans cocatalyseur\, tandis que leur association avec des catalyseurs moléculaires permet d’atteindre des TON jusqu’à 12047\, parmi les plus élevés pour des QD sans métaux lourds. En PEC\, des électrodes de TiO2 sensibilisées présentent des photocourants anodiques jusqu’à 1\,45 mA/cm2 à 1\,23 V vs RHE en conditions neutres et sans donneur de trous\, plaçant ces systèmes parmi les plus performants. L’ajout de CoPi entraîne une augmentation modeste du photocourant (5 %) et un décalage cathodique de 0\,2 V\, indiquant que les limitations proviennent surtout des processus de génération\, d’injection et de transport de charge plutôt que de la cinétique catalytique.\nDans l’ensemble\, ce travail démontre le fort potentiel des QD CuIn(Ga)S2 pour la production d’hydrogène durable. Il met en évidence le rôle central de la stratégie de synthèse\, du contrôle de la chimie de surface\, de la gestion des défauts et de l’ingénierie interfaciale pour optimiser les performances photocatalytiques et photoélectrochimiques. Ces résultats fournissent une base solide pour le développement de systèmes à base de QD efficaces et évolutifs pour la conversion de l’énergie solaire en carburants chimiques.​​​​​ \n_ \nContact : alain.farchi@cea.fr
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Lana ABBOUD (CEA-Irig/MEM)
DESCRIPTION:Etudes par résonance magnétique nucléaire des batteries aqueuses: Vers une compréhension du comportement des électrodes LiCoO₂ dans des électrolyte aqueux\nRésumé : \nLa technologie des batteries joue un rôle de plus en plus important dans notre vie quotidienne. Les batteries lithium-ion sont les systèmes rechargeables les plus utilisés\, mais elles présentent des problèmes de sécurité liés à l’inflammabilité de leurs électrolytes organiques. Les batteries lithium-ion aqueuses (ALIBs)\, qui utilisent des électrolytes à base d’eau\, sont proposées comme des alternatives plus sûres aux batteries lithium-ion conventionnelles.\nL’utilisation d’un électrolyte aqueux offre des avantages significatifs\, notamment une meilleure sécurité et un coût réduit. Néanmoins\, ces systèmes présentent encore plusieurs limitations qui empêchent leur exploitation commerciale\, parmi lesquelles la fenêtre de stabilité électrochimique étroite de l’eau\, qui conduit à une densité d’énergie relativement faible. De plus\, même lorsqu’elles sont cyclées dans cette fenêtre de stabilité\, les ALIBs présentent une faible stabilité au cours du cyclage en raison de la dégradation des électrodes\, celles-ci n’étant généralement pas conçues pour fonctionner en milieu aqueux. Étant donné que la nature de cette dégradation reste mal comprise\, des études approfondies sur les ALIBs et le comportement de leurs électrodes sont nécessaires. \nDans ce travail\, la résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide est utilisée pour la première fois afin d’étudier le comportement des électrodes positives en électrolyte aqueux et de déterminer si des protons s’intercalent dans le matériau actif\, comme suggéré dans la littérature. L’électrode positive étudiée est l’oxyde de cobalt lithié (LiCoO₂\, LCO). Dans cette thèse\, des caractérisations électrochimiques sont réalisées afin de comparer le comportement au cyclage et les performances de différentes ALIBs dans des électrolytes acides\, neutres et basiques. En complément\, des expériences de RMN ex situ du ¹H et du ⁷Li sur le LCO\, ainsi que des expériences de recouplage dipolaire ¹H–⁷Li (REDOR\, TEDOR)\, sont présentées.\nLes spectres RMN du ⁷Li fournissent des informations sur la teneur en lithium dans l’électrode et sont sensibles à l’état d’oxydation du cobalt\, ce qui permet d’estimer l’état de charge du matériau. Les résultats de RMN du ⁷Li indiquent qu’après cyclage\, les électrodes de LCO ne sont pas totalement réduites. De manière intéressante\, les spectres du ¹H ainsi que les expériences de recouplage ¹H–⁷Li apportent des preuves expérimentales directes de l’intercalation de protons dans les électrodes de LCO pour les trois valeurs de pH étudiées. Cette information est difficile à obtenir par d’autres techniques analytiques. Sur la base de ces résultats\, l’intercalation des protons dans le LCO est comparée pour les trois électrolytes et mise en relation avec les performances des ALIBs.\nLes résultats montrent également que l’intercalation des protons augmente avec le nombre de cycles\, qu’elle ne résulte pas d’un simple trempage de l’électrode dans l’électrolyte aqueux\, et qu’elle n’est pas réversible lors de la charge. \nDans l’ensemble\, ce travail met en évidence l’apport de la RMN du solide pour l’étude du comportement des matériaux d’électrode positive dans les ALIBs\, ainsi que de l’intercalation des protons dans ces matériaux. Il contribue à une meilleure compréhension des systèmes de batteries aqueuses et pourrait orienter le développement de stratégies visant à améliorer leur stabilité et leurs performances​​. \n_ \nContact : alain.farchi@cea.fr
URL:https://sfp-alpes.fr/event/soutenance-de-these-par-lana-abboud-cea-irig-mem/
LOCATION:Maison Minatec – salle Chrome 1\, 3\, parvis Louis Néel\, Grenoble\, 38000\, France
CATEGORIES:Soutenance,Soutenance de Thèse
ORGANIZER;CN="IRIG - CEA":MAILTO:odile.rossignol@cea.fr
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