Adsorption behavior of conjugated {C}3-oligomers on Si(100) and HOPG surfaces

A pi-conjugated {C}3h-oligomer involving three dithienylethylene branches bridged at the meta positions of a central benzenic core has been synthesized and deposited either on the Si(100) surface or on the HOPG surface. On the silicon surface, scanning tunneling microscopy allows the observation of isolated molecules. Conversely, by substituting the thiophene rings of the oligomers with alkyl chains, a spontaneous ordered film is observed on the HOPG surface. As the interaction of the oligomers is different with both surfaces, the utility of the Si(100) surface to characterize individual oligomers prior to their use into a 2D layer is discussed

Modélisation prédictive de la cinétique de cuisson des époxys avec prise en compte de la diffusion et de la dépendance en température : application à la résine LY 556

International audienceCe travail traite des possibilités de prédiction du degré d'avancement de la réaction chimique de thermodurcissement lors de la cuisson des époxys. Pour cela le modèle phénoménologique de Kamal et Sourour modifié par Fournier et al. avec la prise en compte d'un facteur correctif relatif à la diffusion des espèces est étudié au niveau de ses capacités prédictives pour le domaine de température autre que celui utilisé pour l'identification des paramètres. Si les paramètres du modèle de Kamal et Sourour sont clairement évolutifs en fonction de la température selon une loi d'Arrhenius, il n'existe pas de proposition concernant les paramètres du facteur de diffusion. Plutôt qu'une simple formulation linéaire pour la dépendance à la température de ceux-ci, des lois d'évolution non linéaires sont proposées et en particulier une expression Arrhenius pour le paramètre de diffusion. Ces analyses ont été effectuées à propos de la cinétique chimique de l'époxy DGEBA LY556 avec un durcisseur anhydride au moyen d'essais de type DSC en cuisson isotherme et dynamique. Les prédictions de cinétique chimique en dehors du domaine d'identification sont très satisfaisantes pour les cuissons isothermes et assez bonnes pour les cuissons dynamiques, lesquelles démontrent toutefois quelque peu les limitations de la modélisation

Persistent enhancement of the carrier density in electron irradiated InAs nanowires

We report a significant and persistent enhancement of the conductivity in free-standing non intentionnaly doped InAs nanowires upon irradiation in ultra high vacuum. Combining four-point probe transport measurements performed on nanowires with different surface chemistries, field-effect based measurements and numerical simulations of the electron density, the change of the conductivity is found to be caused by the increase of the surface free carrier concentration. Although an electron beam of a few keV, typically used for the inspection and the processing of materials, propagates through the entire nanowire cross-section, we demonstrate that the nanowire electrical properties are predominantly affected by radiation-induced defects occuring at the nanowire surface and not in the bulk.Comment: 18 pages, 5 figure

Simulation par éléments finis de la cuisson d'une matrice époxy en vue de la prédiction des contraintes internes dans les composites

La cuisson d'un composite thermodurcissable est un processus complexe dont il est délicat de prédire les propriétés obtenues à l'usage des concepteurs de structures composites. Cela est crucial pour les composites épais puisque le couplage thermochimique devient significatif pour les matrices thermodurcissables dont la réaction chimique de durcissement est exothermique. L'objectif de ce travail est de présenter un outil numérique couplant la thermique, la chimie et ses conséquences sur la formation de la matrice. Dans une première étape, les lois constitutives du problème de couplage à résoudre pour la description de la matrice en formation sont présentées. La prise en compte de ces lois dans le code de calcul par éléments finis Abaqus est exposée dans une deuxième étape. Les résultats obtenus ont été confrontés avec succès aux mesures expérimentales pour deux systèmes thermodurcissables différents. Ce travail ouvre la voie vers la prédiction des contraintes résiduelles en fin de cuisson

Synthesis of long group IV semiconductor nanowires by molecular beam epitaxy

We report the growth of Si and Ge nanowires (NWs) on a Si(111) surface by molecular beam epitaxy. While Si NWs grow perpendicular to the surface, two types of growth axes are found for the Ge NWs. Structural studies of both types of NWs performed with electron microscopies reveal a marked difference between the roughnesses of their respective sidewalls. As the investigation of their length dependence on their diameter indicates that the growth of the NWs predominantly proceeds through the diffusion of adatoms from the substrate up along the sidewalls, difference in the sidewall roughness qualitatively explains the length variation measured between both types of NWs. The formation of atomically flat {111} sidewalls on the <110>-oriented Ge NWs accounts for a larger diffusion length

Caractérisations expérimentales et numériques de la dégradation par choc des réservoirs d'hydrogène à haute pression

Cette étude vise à développer des connaissances sur le comportement d’un réservoir à hydrogène en composite bobiné (fibre de carbone et résine epoxy) à haute pression soumis à des chocs en service, c'est-à-dire à étudier les endommagements générés ainsi que leur évolution et leurs conséquences en service. On a développé une approche de l’évolution des dommages induits par impact de type endommagement/propagation/rupture. Un modèle d’endommagement simule la dégradation progressive du matériau composite constituant le réservoir d’hydrogène. Le principe du modèle est de prédire l’endommagement dans chaque empilement unidirectionnel et de prendre en compte son effet sur la rupture macroscopique de la structure. Pour décrire la rupture progressive, une approche de type « analyse progressive de la rupture » a été utilisée. La validation du modèle d’endommagement se base sur les résultats d’essais sur des éprouvettes impactées. Deux méthodes différentes de tir laser et de « canon à air » sont comparées pour générer des endommagements représentatifs des chocs subis par les réservoirs. Une fois la technique d’endommagement sélectionnée, un ensemble d’essais de traction monotone et de charge – décharge répétée sur éprouvettes prélevées dans des cylindres bobinés a été réalisé afin de déterminer la tenue résiduelle de structures endommagées. Une fois validé sur éprouvette, le modèle est appliqué au comportement de réservoirs complets, avec différentes structures de composites. On estime la tenue résiduelle du réservoir par le calcul de la pression d’éclatement d’une part dans une configuration « saine » (pas d’impact) et d’autre part dans une configuration « impactée ». Des observations par micrographie de réservoirs impactés permettent d’identifier le type d’endommagement induit par choc. Cette morphologie de défauts est directement introduite dans le maillage éléments finis du réservoir. On note que la présence du défaut provoque une diminution de la pression d’éclatement d’environ 25%

Utilisation d'une base temporelle a priori issue d'une analyse TFR pour accélérer la prédiction du comportement d'un polymère sous chargement cyclique.

La mise en place d'un critère de fatigue pour les matériaux polymères présentant un comportement visqueux nécessite de simuler un nombre important de cycles afin de prédire le cycle stabilisé. De plus pour prédire correctement ce cycle stabilisé, il est nécessaire de prendre en compte le comportement thermo-viscoélastique de ces matériaux. Ce sujet a déjà été étudié dans le cadre de la méthode des éléments finis par Song Thanh Thao Nguyen et al. en 2013. L'utilisation de la méthode des éléments finis combinée à l'utilisation d'un schéma incrémental en temps a mené à des temps de calculs prohibitifs liés à l'utilisant d'un petit pas de temps et la simulation d'un grand nombre de cycliques. Le choix du pas de temps petit est lié à la présence de temps caractéristiques agissant à des échelles différentes : le temps lié au chargement cyclique, le temps caractéristique de la viscosité et celui de la thermique. De plus, pour certaines valeurs des paramètres, une non convergence des simulations éléments finis a été notée. Afin de pallier ce problème, nous proposons ici de combiner l'utilisation de la Transformée de Fourier Rapide et de la méthode PGD, méthode proposée par Ammar et Chinesta en 2006, pour déterminer a priori une base temporelle réduite. Dans ce papier, l'approche est mise en place dans un cas plus simple que le cas multiphysique visé et se restreint à étudier un problème thermique 3D sous chargement cyclique. Néanmoins, cette étude mène à considérer deux temps caractéristiques : un lié au problème thermique appelé temps physique et un lié au cycle appelé le temps du cycle. La procédure utilisée dans cette étude est la suivante : - La méthode PGD est utilisée pour déterminer la solution du problème 3D. - La solution temporelle obtenue est ensuite traitée avec la Transformée de Fourier Rapide. Les différents modes fréquentiels obtenus sont étudiés pour différents valeurs de paramètres définissant la simulation soit le temps caractéristique, le temps du cycle et l'amplitude du chargement. ? Ces modes sont ensuite utilisés pour déterminer la solution du problème thermique 3D via un algorithme PGD. L'efficacité de cette méthode est étudiée pour différents valeurs des paramètres. Le gain en temps de calcul est ensuite évalué par comparaison à celui obtenu avec la méthode des éléments finis. Selon les conclusions obtenues, cette approche sera étendue à l'étude de la prédiction sous chargement cycliques de matériaux présentant un comportement thermoviscoélastique