rapport d'activitÃ©s 2003-2008 - RQMP

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ARÈS R. BADIA A. 14 | RQMP | membRES Nom : Richard Arès Affiliation : Professeur, Département de génie mécanique; Membre, Centre de recherche en nanofabrication et en nanocaractérisation (CRN 2 ) et Centre d’excellence en génie de l’information (CEGI), Université de Sherbrooke Diplôme : Ph.D. Physique, 1998, Université Simon Fraser, Canada Courriel : richard.ares@usherbrooke.ca Web : www.gel.usherbrooke.ca/crn2/pages_ personnel/ares/accueil_en.htm Recherche Au Laboratoire d’épitaxie avancée (LÉA), nous étudions les procédés de déposition épitaxiale de couches minces semiconductrices. Nos recherches sont orientées selon les trois axes suivants : Outils avancés : En améliorant la technique d’épitaxie par faisceau chimique (CBE), une version modifiée de la technique mieux connue d’épitaxie par faisceau moléculaire (MBE), nous visons le développement d’une nouvelle génération d’outils CBE, qui dépasseront les autres méthodes en termes de qualité, de versatilité et de coûts d’opération. Combinant les techniques à la fine pointe de CAD/CAM et la simulation numérique, nous concevons et fabriquons tous les composants de nos systèmes, de l’injection à l’enceinte UHV, en passant par les contrôles informatisés et les manipulateurs d’échantillons. Procédés avancés : Nous améliorons les procédés de déposition par des contrôles in-situ qui nous permettent de mesurer la croissance latérale et le suivi en temps réel des modifications de la surface. Ces procédés nous permettront de développer de nouvelles techniques appliquées à la fabrication de structures de semiconducteurs complexes tels des systèmes intégrés pour les télécommunications et les applications environnementales, médicales et militaires. Matériaux avancés : Nous adaptons des techniques de déposition CBE à de nouveaux matériaux, particulièrement les semiconducteurs III-V renfermant de l’azote (III-N) ou de l’antimoine (III-Sb). Nous envisageons aussi utiliser d’autres méthodes de déposition comme l’épitaxie hybride en phase vapeur (HVPE) ou l’oxyde-MBE, en combinaison avec la CBE pour fabriquer des dispositifs. Publications choisies • “Electronic Optical modes at the interface between two dissimilar discrete meta-materials”, S. Suntsov, K.G. Makris, D.N. Christodoulides, G.I. Stegeman, R. Morandotti, M. Volatier, V. Aimez, R. Arès, C.E. Rüter et D. Kip, Optics Express 15, 4663 (2007). • “Determination of structural parameters in heterojunction bipolar transistors by x-ray diffraction with (002) reflection”, A. Shen, E.M. Griswold, G. Hillier, L. Dang, A. Kuhl, R. Arès, D. Clark et I.D. Calder, J. Vac. Sci. Technol. A 20, 1011 (2002). • “Calibrated scanning spreading resistance microscopy profiling of carriers in III-V structures”, R. P. Lu, K. L. Kavanagh, S. J. Dixon-Warren, A. Kuhl, A. J. SpringThorpe, E. Griswold, G. Hillier, I. Calder, R. Arès et R. Streater, J. Vac. Sci. Technol. B 19, part 4, 1662 (2001). • “Effects of Growth Rate on Surface Morphology of Heavily Carbon-Doped InGaAs”, A. Kuhl, R. Arès et R. Streater, J. Vac. Sci. Technol. B 19, part 4, 1550 (2001). Mots-clefs Épitaxie par faisceau chimique, ultra-vide, contrôle in-situ, semiconducteurs III-V, nanostructures Recherche La recherche de mon groupe porte sur les couches minces organiques et sur la chimie des surfaces. L’avancement de nos connaissances fondamentales nous permet désormais de développer des moyens de contrôler les facteurs qui interviennent à l’échelle moléculaire lors de l’assemblage de couches organiques ultraminces dont la structure est hautement ordonnée. Ces films sont utilisés dans une variété d’applications biomédicales comme la fabrication et la production de surfaces biomimétiques structurées, comme systèmes modèles ou encore comme revêtements fonctionnels dans des dispositifs. Les approches que nous utilisons pour synthétiser des films hautement organisés sur support solide sont principalement l’auto-assemblage d’alcane-thiols ω-fonctionnalisés sur des surfaces d’or ou encore le dépôt de monocouches lipidiques Langmuir-Blodgett (LB) ou Langmuir-Schaefer (LS) formées à l’interface air/eau. Ces films permettent d’aborder une gamme de problèmes tant au niveau de la nanofabrication que de la biophysique des membranes ou de la chimie des biomatériaux. Quelques exemples sont la formation de microdomaines lipidiques dans les préparations de membranes cellulaires, la préparation de surfaces nanostructurées latéralement et la conception de films biocompatibles. Publications choisies • “Electrochemical Surface Plasmon Resonance Investigation of Dodecyl Sulfate Adsorption to Electroactive Self-Assembled Monolayers via Ion-Pairing Interactions”, L.L. Norman et A. Badia, Langmuir 23, 10198 (2007). • “Effect of Molecular Weight on the Exponential Growth and Morphology of Hyaluronan/Chitosan Multilayers: A Surface Plasmon Resonance Spectroscopy and Atomic Force Microscopy Investigation”, P. Kujawa, P. Moraille, J. Sanchez, A. Badia et F. M. Winnik, J. Am. Chem. Soc. 127, 9224 (2005). • “Enzymatic Lithography of Phospholipid Bilayer Films by Stereoselective Hydrolysis”, P. Moraille et A. Badia, J. Am. Chem. Soc. 127, 6546 (2005). • “Nanomechanical Cantilever Motion Generated by a Surface-Confined Redox Reaction”, F. Quist, V. Tabard-Cossa et A. Badia, J. Phys. Chem. B 107, 10691 (2003). • “Nanoscale Stripe Patterns in Phospholipid Bilayers Formed by the Langmuir-Blodgett Technique”, P. Moraille et A. Badia, Langmuir 19, 8041 (2003). Prix et distinctions 2006 : Chaire de recherche du Canada sur les structures organiques ultraminces et membranaires (niveau II) 2004 : Canadian National Committee/IUPAC Travel Award 2002 : Cottrell Scholar Award, Research Corporation, USA 2000 : Bourse du programme stratégique de professeurs-chercheurs; Fonds FCAR 1999 : Research Innovation Award, Research Corporation, USA Affiliations professionnelles American Chemical Society Institut de chimie du Canada Mots-clefs Surfaces et interfaces, films ultraminces organiques, microscopie en champ proche Nom : Antonella Badia Affiliations : Professeure, Département de chimie, Université de Montréal; Directrice adjointe, Centre de recherche sur les matériaux auto-assemblés (CRMAA); Chaire de recherche du Canada sur les structures organiques ultraminces et membranaires Diplôme : Ph.D. Chimie, Université McGill, Canada Courriel : antonella.badia@umontreal.ca Web : www.esi.umontreal.ca/~badiaa/homepage/ badia_index.html
BANDRAUK A. BARRETT C. Nom : Andre D. Bandrauk, Ph. D., FRSC, FAAAS Affiliations : Professeur de chimie théorique et informatique, Département de chimie, Université de Sherbrooke; Chaire de Recherche du Canada en chimie computationnelle & photonique moléculaire; Membre, Centre de recherches mathématiques (CRM); Humboldt Research Fellow, Free University Berlin Diplôme : Ph.D. Chimie physique, 1968, Université McMaster, Canada Courriel : andre.dieter.bandrauk@usherbrooke.ca Web : http://pages.usherbrooke.ca/adbandrauk Recherche 1. Méthodes numériques avancées pour la chimie théorique incluant les applications en photonique moléculaire - i) théorie de la fonctionnelle de densité non invasive, résolue dans le temps, ii) Équations Maxwell- Schroedinger et Maxwell-Dirac pour interactions laser moléculaires non invasives au-delà de Born-Oppenheimer. 2. Contrôle quantique non invasif de la matière par des impulsions laser intenses ultrarapides. 3. Optique moléculaire non linéaire et non invasive telle que la génération d’harmonique d’ordre supérieur. 4. La science attoseconde — la prochaine frontière ! Publications choisies • “A Numerical Maxwell-Schroedinger Model for Intense Laser-matter Interaction and Propagation”, E. Lorin, S. Chelkowski et A. D. Bandrauk, Comput. Phys Commun. 177, 908 (2007). • “Normal Form Transition State Theory for Laser Controlled Reactions”, S. Kawai, A. D. Bandrauk et T. Uzer, J. Chem. Phys. 126, 164306 (2007). • “Laser Phase Control of High Order Harmonic Generation at Large Distance”, A. D. Bandrauk, S. Barmaki et G. Lagmago-Kamta, Phys Rev Lett. 98, 013001 (2007). • “Chirped Attosecond Photoelectron Spectroscopy”, G. L. Yudin, A. D. Bandrauk et P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 96, 063002 (2006). • “Coherent Control of Harmonic Generation in Super Lattices”, K. Pronin et A. D. Bandrauk, Phys. Rev. Lett. 97, 020602 (2006). Prix et distinctions 2007 : Prix J. C. Polanyi; CRSNG (avec P. B. Corkum, NRC) 2007 : Fellow, Humboldt Foundation (Allemagne) 2005 : Prix Urgel Archambault; ACFAS 2003 : Fellow of the American Association for the Advancement of Science 2002 : Chaire de Recherche du Canada en chimie computationnelle & photonique moléculaire (Niveau I) 2001 : Prix J. C. Polanyi; Institut de chimie du Canada 1999 : Fellow, Japan Society for Promotion of Science 1992 : Fellow, Société royale du Canada 1987 : Fellow, Institut de chimie du Canada 1982 : Killam Fellow, Conseil canadien des arts 1968 : NATO Research Fellow; Oxford University, UK Affiliations professionnelles Association canadienne des physiciens (CAP) Société canadienne de chimie (CSC) Association canadienne-française pour l’avancement des sciences (ACFAS) American Chemical Society (ACS) American Physical Society (APS) Optical Society of America (OSA) Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM) Canadian Association of Theoretical Chemists (CATC) Mots-clefs Chimie théorique, chimie du laser, optique moléculaire non-linéaire, laser intense ultra-rapide, science attoseconde Nom : Christopher Barrett Affiliations : Professeur, Département de chimie; Membre, McGill Institute for Advanced Materials; Centre de recherche sur les matériaux auto-assemblés (CRMAA) et département de physique, Université McGill; Canadian Institute for Neutron Scattering (National Research Council of Canada) Diplôme : Ph.D. Chimie, 1997, Queen’s University, Canada Courriel : christopher.barrett@mcgill.ca Web : www.barrett-group.mcgill.ca Recherche Le groupe de Christopher Barrett applique les techniques d’optique et de photonique à l’auto-assemblage de couches minces, plus particulièrement aux interfaces et dispositifs bio optiques. L’approche novatrice utilisée repose sur l’interaction entre les signaux lumineux et les films assemblés à partir de solutions diluées de polymères. Les propriétés optiques et de surface de ces couches minces sont interdépendantes : la lumière est utilisée d’une part pour sonder la structure et la surface des couches minces et d’autre part, pour en modifier les propriétés. Les polymères utilisés combinent des groupements photo-actifs absorbant la lumière (chromophores azobenziques) et des groupements chargés assurant leur solubilisation (électrolytes). Ces azo-polyélectrolytes peuvent donc être autoassemblés en chaînes moléculaires grâce à leurs groupements ioniques positifs et négatifs. Leurs propriétés électro-optiques sont étudiées par laser en vue d’applications telles le stockage d’information, l’holographie ou le traitement du signal de dispositifs. Le but est de pouvoir éventuellement utiliser ces films de polymères comme interfaces entre les systèmes biologiques et les dispositifs électroniques et optiques traditionnels. En effet, des films biocompatibles pourraient servir de capteurs bio-actifs destinés à transmettre l’information entre ces dispositifs et les systèmes biologiques. Publications choisies • “Photo-Mechanical Effects in Azobenzene-Containing Soft Materials”, C.J. Barrett, T. Ikeda, K.G. Yager et J. Mamiya, Soft Matter 3, 1249 (2007). • “Novel Photoswitching using Azobenzene Functional Materials”, K.G. Yager et C.J. Barrett, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 182, 250 (2006). • “Light-Induced Reversible Volume Changes in Thin Films of Azo Polymers: the Photo-Mechanical Effect”, O.M. Tanchak et C.J. Barrett, Macromolecules 38, 10566 (2005). • “Swelling Behavior of Hyaluronic Acid/Polyallylamine Hydrochloride Multilayer Films”, S.E. Burke et C.J. Barrett, Biomacromolecules 6, 1419 (2005). • “Physico-Chemical Properties of Multilayers of Weak Polyelectrolytes”, S.E. Burke et C.J. Barrett, Pure and Applied Chemistry 76, 1387 (2004). Prix et distinctions 2006 : Professeur-invité, Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) 2005 : ISI Essential Science Indicator Citation Index Highly Cited Paper “Fast-Moving Research Front” for all of Biochemistry and Biology, 04/05, 2005 2003 : PAGSE “Leader of Tomorrow”; Société royale du Canada 2000 : Professeur stratégique; FCAR 1997 : Bourse postdoctorale; CRSNG 1996 : Canadian Society for Chemistry Graduate Award in Macromolecular Science 1996 : Newport Graduate Award in Optical Sciences; Association canadienne des physiciens Affiliations professionnelles Association canadienne des physiciens (ACP) American Chemical Society (ACS) American Physical Society (APS) Materials Research Society (MRS) Institut de chimie du Canada (ICC) American Association for the Advancement of Science (AAAS) SPIE Mots-clefs Multicouches, polyélectrolytes, photochimie des azobenzènes, science des surfaces, modelage optique 15 | RQMP | membRES
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