Nanomechanical testing study of the elementary deformation mechanisms in the Ti2AlN and Cr2AlC MAX phases

Abstract: Deformation mechanisms in MAX phases are still not well understood. The complex mechanical behavior of these materials, including mechanical hysteresis, arises both from their crystallography, with a nanolayered structure alternating nitride or carbide layers with metal atoms layers, and from their macroscopic polycrystalline structure, composed of platelets-like grains. In order to distinguish from these two contributions, we focused our study at the sub-micrometer scale, in order to probe the mechanical response of individual grains. Please click Additional Files below to see the full abstract

Large area quasi-free standing monolayer graphene on 3C-SiC(111)

Large scale, homogeneous quasi-free standing monolayer graphene is obtained on cubic silicon carbide, i.e. the 3C-SiC(111) surface, which represents an appealing and cost effective platform for graphene growth. The quasi-free monolayer is produced by intercalation of hydrogen under the interfacial, (6root3x6root3)R30-reconstructed carbon layer. After intercalation, angle resolved photoemission spectroscopy (ARPES) reveals sharp linear pi-bands. The decoupling of graphene from the substrate is identified by X-ray photoemission spectroscopy (XPS) and low energy electron diffraction (LEED). Atomic force microscopy (AFM) and low energy electron microscopy (LEEM) demonstrate that homogeneous monolayer domains extend over areas of hundreds of square-micrometers.Comment: 4 pages, 3 figures, Copyright (2011) American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physic

Phase transition at 350 K in the Ti3_3C2_2Tx_x MXene: possible sliding (moir\'e) ferroelectricity

A phase transition is found in Ti$_3$C$_2$T$_x$ MXene at 350 K, by measuring the complex Young's modulus of self-standing thick films. A step-like softening and increase of the mechanical losses is found below 350 K, indicative of a phase transition, where the square of the order parameter is coupled to strain. It is argued that it should be a ferroelectric transition, most likely of the sliding (moir\'e) type, due to charge transfer between facing flakes sliding with respect to each other. If the transition will be confirmed to be ferroelectric, Ti$_3$C$_2$T$_x$ will be added to the class of metallic ferroelectrics and open new perspectives of applications, in addition to the numerous already studied

Decoration of laser induced graphene with MXene and manganese oxide for fabrication of a hybrid supercapacitor

During the last years, Internet of Things has become a prominent topic of technical, social, and economic importance. One of the main consequences is the high demand for energy and power density from small energy storage devices. In this field the laser induced graphene (LIG) has become a promising material to produce flexible micro-supercapacitors. The issue with this material is that the performances are strongly restrained by its limited surface area and the relatively low conductivity. In this work we improve the performance of a LIG supercapacitor by decorating its surface through electrophoresis: one electrode will be decorated with metal nitrides and metal carbides (MXenes), the other with manganese oxide. These two materials have appreciable conductivity and pseudocapacitance. Electrochemical measurements have been carried out on the two electrodes separately. After a charge balancing, the device has been sealed in pouch and tested

Impact of species and antibiotic therapy of enterococcal peritonitis on 30-day mortality in critical care - An analysis of the OUTCOMEREA database

Introduction: Enterococcus species are associated with an increased morbidity in intraabdominal infections (IAI). However, their impact on mortality remains uncertain. Moreover, the influence on outcome of the appropriate or inappropriate status of initial antimicrobial therapy (IAT) is subjected to debate, except in septic shock. The aim of our study was to evaluate whether an IAT that did not cover Enterococcus spp. was associated with 30-day mortality in ICU patients presenting with IAI growing with Enterococcus spp. Material and methods: Retrospective analysis of French database OutcomeRea from 1997 to 2016. We included all patients with IAI with a peritoneal sample growing with Enterococcus. Primary endpoint was 30-day mortality. Results: Of the 1017 patients with IAI, 76 (8%) patients were included. Thirty-day mortality in patients with inadequate IAT against Enterococcus was higher (7/18 (39%) vs 10/58 (17%), p = 0.05); however, the incidence of postoperative complications was similar. Presence of Enterococcus spp. other than E. faecalis alone was associated with a significantly higher mortality, even greater when IAT was inadequate. Main risk factors for having an Enterococcus other than E. faecalis alone were as follows: SAPS score on day 0, ICU-acquired IAI, and antimicrobial therapy within 3 months prior to IAI especially with third-generation cephalosporins. Univariate analysis found a higher hazard ratio of death with an Enterococcus other than E. faecalis alone that had an inadequate IAT (HR = 4.4 [1.3-15.3], p = 0.019) versus an adequate IAT (HR = 3.1 [1.0-10.0], p = 0.053). However, after adjusting for confounders (i.e., SAPS II and septic shock at IAI diagnosis, ICU-acquired peritonitis, and adequacy of IAT for other germs), the impact of the adequacy of IAT was no longer significant in multivariate analysis. Septic shock at diagnosis and ICU-acquired IAI were prognostic factors. Conclusion: An IAT which does not cover Enterococcus is associated with an increased 30-day mortality in ICU patients presenting with an IAI growing with Enterococcus, especially when it is not an E. faecalis alone. It seems reasonable to use an IAT active against Enterococcus in severe postoperative ICU-acquired IAI, especially when a third-generation cephalosporin has been used within 3 months. © 2019 The Author(s)

Etude de la fiabilité de MEMS à fonctionnement électrostatique

Cette thèse résume les travaux concernant les essais de fiabilité des commutateurs RF MEMS capacitifs et ohmiques développé par le CEA-Leti.Dans le premier chapitre les mesures de raideur par la technique de nano-indentation sur des commutateurs MEMS réels sont complétées par des observations AFM, MEB et FIB pour expliquer le comportement électrique des différents lots de commutateurs de type ohmique.Le deuxième chapitre présente les résultats de la caractérisation des propriétés structurales et physiques des diélectriques, qui sont généralement utilisés dans nos commutateurs RF MEMS ohmiques et capacitifs. Les analyses élémentaires confirment que tous les nitrures SiNx et oxydes SiO2 fabriqués par la technique PECVD ont une qualité inférieure par rapport à leurs homologues synthétisés à haute température.Les mécanismes de conduction sont identifiés dans SiNx et SiO2 PECVD en mesurant des courbes I-V sur les condensateurs MIM. Pour les deux nitrures SiNx, qui sont déposés en haute (HF) et fréquence mixte (MF), le mécanisme de conduction de type Poole-Frenkel. Pour le SiO2 le mécanisme de conduction est plus susceptible d'être contrôlé par émission Schottky. Les mesures I-V révèlent que tous ces matériaux piègent des charges parasites, il y a en effet une forte hystérésis entre les parties aller et retour de la courbe I-V.Pour étudier la cinétique de piégeage de charge des condensateurs MIM sont utilisés. Pour identifier les propriétés des pièges la technique d'injection à courant constant est utilisée. Le diélectrique SiNx PECVD montre une dépendance logarithmique de la cinétique de piégeage, tandis que le SiO2 montre une dépendance exponentielle. La concentration totale de pièges ne montre aucune dépendance pour les SiNx HF et SiO2 MF, ou une dépendance faible en fonction du champ pour le SiNx MF. La section efficace de capture dépend du champ pour les deux types de nitrures, ce qui est cohérent avec le modèle de piégeage à effet répulsif. Pour le SiO2, où un modèle de piégeage du premier ordre a été utilisé, la section efficace de capture est indépendante du champ. Dans le chapitre 4, les dérives de tension expérimentales sont mesurées lors des tests de stress à tension constante, pour différents niveaux de contrainte de tension. Dans la partie suivante, nous proposons une approche originale de modélisation de la dérive de la tension de "pull-in" basée sur le mécanisme de conduction et les propriétés de piégeage des diélectriques. Nous démontrons que grâce a notre modèle, il est possible d'expliquer les dérives de tension mesurée en termes de propriétés diélectriques bien identifiées. Cette procédure donne des résultats simulés en bon accord avec les mesures pour tous les matériaux, et permet de prédire les résultats de n'importe quelle séquence de vieillissement électrique. Nous utilisons ensuite notre modèle pour étudier l'effet des propriétés diélectriques et de la conception du commutateur sur le comportement à long terme de nos commutateurs MEMS.This thesis summarizes the work concerning reliability testing of electrostatic capacitive- and ohmic-type RF MEMS switches developed by the CEA-Leti. In the first chapter the measurement of stiffness by the nanoindentation technique on real MEMS switches are completed by AFM, SEM and FIB observations in order to explain the electrical behavior of different wafers of the ohmic-type switches. The second chapter presents the results of the characterization of the structural and physical properties of the dielectrics, which are typically used in our ohmic- and capacitive-type RF MEMS switches. Elemental analyses confirm that all SiNx and SiO2 samples fabricated by the PECVD technique have inferior quality compared to their high-temperature counterparts.The conduction mechanism are identified in PECVD SiNx and SiO2 by measuring I-V curves on MIM capacitors. For both SiNx materials, that is deposited in high- (HF) and mixed-frequency (MF) mode, the conduction process is controlled by Poole-Frenkel mechanism. For the MF SiO2 the conduction mechanism is most likely to be controlled by Schottky emission. The I-V measurements reveal, that all these materials are prone to trapping parasitic charge, which is observed as hysteresis between the ramp-up and ramp-down parts of the I-V curve.For studying the kinetics of charge trapping the MIM capacitors are used. To identify the trapping properties the constant current injection technique is used. The PECVD SiNx dielectric turns out to show logarithmic dependence of the trapping kinetics, while the SiO2 shows an exponential dependence. The total concentration of traps shows no field-dependence for the HF SiNx and MF SiO2 or weak field dependence for the MF SiNx sample. The capture cross section is field dependent for both samples with SiNx, which is consistent with the repulsive trapping model. For the SiO2, where the first order trapping model was used, the capture cross-section is not field dependent.In the chapter 4, experimental voltage drifts are measured during constant voltage stress tests for different voltage stress levels. In the following part we propose an original approach to modeling of the voltage drifts based on the identified conduction mechanism and trapping properties of the dielectrics. We demonstrate that thanks to our model it is possible to explain the measured voltage drifts in terms of the identified dielectric properties. The simulated results are in good agreement with experimental ones for all investigated materials and it allows to predict the voltage drift for any aging conditions. In the next step, we use our model to study the effect of the dielectric properties and the switch design on the long term behavior of RF MEMS switches.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Growth of Ti3SiC2 single crystals

Symposium 12: Materials for Extreme EnvironmentsInternational audienc

Magnetotransport in the MAX phases and their 2D derivatives: MXenes

International audienc

Élaboration de dispositifs et matériaux mixtes à base de polymères conjugués électroluminescents

Le sujet de cette thèse se situe dans le contexte de l'électronique organique à base de polymères conjugués. Nous avons choisi la famille des polyfluorènes principalement en raison de leur émission dans le bleu, leur bon rendement quantique ainsi que pour la facilité avec laquelle on peut modifier leurs propriétés en greffant différents groupements fonctionnels sur la structure de base du fluorène. L'originalité des recherches effectuées au laboratoire concerne la structure des dispositifs électroluminescents (cellules électrochimiques électroluminescentes ou OLEC) que nous réalisons. Leur principe de fonctionnement repose sur l'utilisation de liquides ioniques ajoutés directement au polymère conjugué sans l'intervention d'un polymère conducteur ionique. Le travail réalisé au cours de cette thèse a principalement consisté à tenter d'améliorer les performances du polyfluorène par l'utilisation de groupements fonctionnels permettant d'augmenter la compatibilité polymère / liquide ionique. Dans cette optique, nous avons mis en œuvre l'utilisation d'un outil de caractérisation particulièrement adapté à nos échantillons : la microscopie à force atomique en mode EFM ou KFM. Cela nous a permis de visualiser précisément la séparation de phase entre le polymère et le liquide ionique. Nous avons ainsi pu montrer que le courant dans un dispositif était grossièrement proportionnel à l'interface polymère / liquide ionique. Nous avons alors proposé une hypothèse expliquant le mode de vieillissement des OLEC. L'amélioration du mélange, c'est-à-dire la maximisation de l'interface polymère / liquide ionique devrait ainsi permettre d'améliorer la durée de vie des dispositifs. L'utilisation de groupements PEO et cyano greffés sur le polyfluorène semble une voie à explorer. Enfin, nous avons décrit le comportement particulier du mélange polyfluorène cyano THA-TFSI dont la morphologie évolue suivant les conditions de température et de pression.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF