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Laboratoire de Physique des Couches Minces et Matériaux pour l’Electronique « LPCMME »

La recherche au laboratoire est structurée autour de cinq équipes de recherche :
- Optique des couches minces et matériaux fonctionnels.
- Électrochimie des métaux et semi-conducteurs.
- Couches minces et matériaux nouveaux.
- Etude des matériaux semi-conducteurs pour l’électronique.
- Optique et optométrie.
Les équipes sont constituées chacune d’enseignants chercheurs confirmés et de thésards en doctorat. Soixante-cinq chercheurs sont rattachés au laboratoire dont un huit (08) Professeurs, sept (07) Maîtres de Conférences classe A, treize (13) Maîtres de Conférences classe B et deux (2) Maîtres Assistants classe A, six (6) Maîtres Assistants classe B, vingt-neuf (29) doctorants.

Pour plus de détails, étant donné d’une manière générale la description de la thématique de recherche de chaque équipe :

Equipe Optique des couches minces et matériaux fonctionnels :
Depuis la création en 2000, le travail de notre équipe portait sur l’étude des propriétés structurales et optoélectroniques des semi-conducteurs amorphes et nanocristallins intrinsèques préparés par pulvérisation, cathodique magnétron radiofréquence (RFMS). L’équipe a acquis une grande expérience aussi bien théorique qu’expérimentale dans le domaine de fabrication des couches minces semi-conductrices à base de différents matériaux (Si, Ge, SiGe, SiC,…) pour des applications photovoltaïques. Elle a capitalisé un savoir-faire et des compétences dans les domaines de caractérisation optiques et spectroscopiques (transmission, réflexion, ellipsométrie, Raman, FTIR,...) électriques, optoélectroniques (conductivité et photoconductivité électrique,..) et structurale par des rayons X. Ainsi, la science des matériaux fait partie de l’histoire et le futur du LPCMME, Notre nouvelle vision est les matériaux avancés et les biomatériaux qui est l’actualité des sciences des matériaux et le socle de l’industrie futur. Les compétences de notre équipe de recherche lui confèrent la faculté d’une veille technologique et lui permettent de se lancer de nouvelles thématiques, en parfait adéquation avec le référentiel national de la recherche priorité, telles que :
-Prédiction des propriétés de nouveaux matériaux de type ABX3 pour la conversion et le stockage d’énergie
-Développement de nouvelles électrodes transparentes (TCO) à base d’oxydes métalliques pour des applications solaires.
-Études structurales et optoélectriques sur des couches minces de La2O3 co-dopées avec amélioration de l'activité photo catalytique et autonettoyante.
-Elaboration et caractérisation d’un système en couches minces bactéricides (Zn-Ti-Cd-O).
Avec beaucoup de recul dans le domaine de l'optique, l'équipe s'est lancée en 2016 dans la recherche appliquée en optique visuelle et en optométrie telles l'étude des produits utilisés en optique ophtalmiques et en contactologie.
Equipe Électrochimie des métaux et semi-conducteurs :
La NACE (National Association of Corrosion Engineers) définit la corrosion comme étant la réaction entre un matériau et le milieu dans lequel il se trouve ; cette réaction aboutit à la dégradation de celui-ci, le rendant ainsi impropre à l’utilisation à laquelle il était destiné. Cette définition du phénomène de la corrosion qui est acceptée par les spécialistes fait l’objet d’une norme international ISO 8044. Contrairement aux idées reçues la corrosion n’affecte pas uniquement les matériaux métalliques mais également les verres minéraux, le nylon les céramiques, etc. Dans ce projet de recherche, il sera uniquement question de la corrosion métallique.
L’environnement corrosif dans lequel se trouvent les matériaux est l’un des paramètres le plus importants dans la corrosion. Il peut être de nature gazeux (oxygène de l’air, monoxyde de carbone…) généralement porté à température élevée ou de nature liquide (l’eau de mer, milieu acide, réacteur à eau pressurisée (REP)…). L’action corrosive d’un milieu sur un métal va être contrôlée par les paramètres tels que, le pH, le pouvoir oxydant, la température, la présence de solutés tels que les halogénures (Chlore, Fluore) et les espèces soufrées.
Les facteurs d’origine métallurgique (composition du métal, traitements thermiques, traitements mécaniques) sont également des éléments très importants dans la corrosion. La multitude des facteurs favorisant la corrosion des matériaux rend complexe la lutte contre celle-ci.
L’importance économique de la corrosion dans notre vie quotidienne, domestique ou industrielle, n’est plus à démontrer. Les dégâts causés par ce phénomène entraînent dans le monde des pertes qui se chiffrent chaque année à des milliards de dollars et sans méthodes de prévention et protection ces chiffrent peuvent être plus élevés. De ce fait, le développement de la technologie de protection plus sûre, économique et non nuisible à l’environnement représente un nouveau défi pour l’ingénieur qui devra posséder des connaissances scientifiques approfondies dans les domaines de l’électrochimie et de corrosion des métaux, il devra se familiariser avec les méthodes expérimentales modernes ainsi que les nouveaux matériaux,
Aujourd’hui très au point, la protection contre la corrosion comprend une panoplie de traitements tels que la protection cathodique, les traitements de surface ou encore la modification du milieu corrosif par ajout d’inhibiteurs de corrosion tels que le Nickel ou le cuivre. Ces derniers constituent un moyen original pour lutter contre la corrosion, ce sera le but de notre projet de recherche. Les performances recherchées de ces produits s’évaluent en termes de protection métallique et environnementale,
Le nickel et ses alliages sont utilisés dans diverses applications industrielles. Le nickel est largement utilisé comme élément d’alliage qui affecte la résistance à la corrosion. Une excellente résistance à la corrosion s’avère nécessaire pour certaines pièces de réacteurs nucléaires. Des alliages à haute teneur en nickel ont été utilisés dans les échangeurs de chaleur et dans divers éléments de réacteurs à eau sous pression. Les aciers inoxydables sont largement utilisés dans les équipements pétroliers et agroalimentaires. Les alliages à base de nickel et aciers inoxydables offrent une excellente résistance à la corrosion à une large gamme de milieux corrosifs grâce à la formation d’un film passif stable sur la surface métallique.

Equipe Couche Minces et Matériaux Nouveaux :
L’équipe travaille sur les cellules photovoltaïques organiques ou inorganiques utilisant des électrodes d'oxyde transparent conducteur originales micro/nano structurées. Les meilleures performances qui ont été obtenues pour la réalisation de cellules solaires sont à partir des filières qui utilisent l’In. Cependant, l’indium est un métal peu abondant sur terre, ce qui constitue là un obstacle au développement de nouveaux matériaux tels que CuInSe2 ou CuInS2. Ceci nous a mené à chercher d’autres matériaux qui présentent des performances satisfaisantes en vue d’application dans le domaine photovoltaïque.
Après la réalisation de cellules photovoltaïques, par de multiples dépôts de couches minces de matériaux organiques et afin de mieux comprendre et mieux contrôler les processus physiques clefs qui conditionnent les performances des cellules solaires organiques, nous devant connaitre tous les paramètres physiques, tel que la résistance série, les résistances parallèles, les différents courants de saturation, de photo courant et du facteur d’idéalité. Nous avons été amenés à trouver des modèles électriques, schémas équivalents à une diode et à deux diodes, qui nous ont permis de modéliser nos cellules solaires dans l’obscurité et sous éclairement pour déterminer les différents paramètres physiques telle que les résistances série et parallèle, le facteur d’idéalité et les courants de saturation, on modélisera les courants, par deux modèles de circuits électriques équivalents, à une diode et à deux diodes.

Equipe Etude des matériaux semi-conducteurs pour l’électronique :
L’équipe travaille sur les matériaux semi-conducteurs III-V à base de GaSb, en vue de leur utilisation dans la technologie des composants optoélectroniques d’extrémité, notamment les photo détecteurs et les lasers. Notre travail consiste à étudier l’électronique des hétérojonctions intervenant dans la composition de ces dispositifs, pour en améliorer les performances.
L’essor des systèmes optoélectroniques a amené les scientifiques à rechercher des matériaux nouveaux capables de développer les performances des dispositifs existants, et répondre à des besoins nouveaux. C’est pourquoi les alliages semi-conducteurs à base d’antimoine de gallium (GaSb), sont apparus ces dernières années d’un grand intérêt comme composants d’extrémité dans les systèmes optoélectroniques. Les systèmes quaternaires Ga1-xAlxAs1-ySby / GaSb et Ga1-xInxAs1-ySby /GaSb sont susceptibles d’utilisation en phot détection dans le proche infrarouge, en raison de la possibilité de croissance de couches quaternaires accordées à des substrats GaSb. Le système à GaAlSb, peut être monocristallisé avec des longueurs d’onde d’utilisation comprise entre 1,3 nm et 1,7 nm ; pour servir dans les communications par fibres optiques à verre de silice. Les alliages GaAlAsSb et GaInAsSb peuvent être également utilisés comme zone active dans les lasers, et comme photodétecteurs dans le moyen infrarouge.

Equipe Optique et Optométrie
L’équipe est créé en février 2026, elle dérive de l'équipe optique des couches minces, qui après beaucoup de recul dans le domaine de l'optique, s'est lancée en 2016 dans la recherche appliquée à l'optique visuelle et à l' optométrie telles l'étude des phénomènes, des instrument et des produits utilisés en optique ophtalmiques et en contactologie, Un noyau de jeunes chercheurs se sont penchés sur optométrie clinique, la pratique de la contactologie et les études des phénomènes optiques affectant la vision et la vision binoculaire, telles que la disparité de fixation, les phories, strabismes.