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Séance de cours

Techniques de spectroscopie avancées

Dans cours

PHYS-407: Frontiers in nanosciences

The course covers relevant experimental and theoretical concepts in nanoscale science, from fundamental aspects like quantum tunneling and quantum size effects, to hot topics like quantum transport and nanoscale magnetism. ...

Description

Cette séance de cours explore les techniques de spectroscopie avancées telles que XAS, XPS, XMCD et EXAFS, montrant comment elles fournissent des informations détaillées sur les propriétés électroniques, chimiques et magnétiques des matériaux. Grâce à des explications détaillées et des exemples, l'instructeur explore comment ces techniques peuvent révéler des informations structurelles et chimiques, ainsi que des propriétés magnétiques, offrant des aperçus dans diverses applications, de la nanoscience à la catalyse.

Enseignant·e·s (4)

Marina Pivetta

Klaus Kern

Klaus Kern is Professor of Physics at EPFL and Director and Scientific Member at the Max-Planck-Institute for Solid State Research in Stuttgart, Germany. He also is Honorary Professor at the University of Konstanz, Germany. His present research interests are in nanoscale science, quantum technology and in microscopy at the atomic limits of space and time. He holds a chemistry degree and PhD from the University of Bonn and a honorary doctors degree from the University of Aalborg. After his doctoral studies he was staff scientist at the Research Center Jülich and visiting scientist at Bell Laboratories, Murray Hill before joining the Faculty of EPFL in 1991 and the Max-Planck-Society in 1998. Professor Kern has authored and coauthored close to 700 scientific publications, which have received nearly 60‘000 citations. He has served frequently on advisory committees to universities, professional societies and institutions and has received numerous scientific awards and honors, including the 2008 Gottfried-Wilhelm-Leibniz Prize and the 2016 Van‘t Hoff Prize. Prof. Kern has also educated a large number of leading scientists in nanoscale physics and chemistry. During the past twenty-five years he has supervised one hundred PhD students and sixty postdoctoral fellows. Today, more than fifty of his former students and postdocs hold prominent faculty positions at Universities around the world.

Magalí Alejandra Lingenfelder

Magalí Lingenfelder is currently leading the Max Planck-EPFL Laboratory for Molecular Nanoscience. Her vision is to create atomically tailored interfaces for applications in two distinct areas of urgent technological and societal relevance: energy conversion and smart antimicrobial interfaces. To access the nanoscale, her group uses a combination of state-of-the-art scanning probe microscopy and solid state spectroscopy, allowing the study of kinetic processes in-situ under liquid flow and potential control conditions (operando electrocatalysis). She made seminal contributions to the field of metal-organic coordination networks on solid surfaces, and received the Otto Hahn medal in 2008 for the microscopic understanding of the chiral recognition process with submolecular resolution. She is a committed mentor, and since her relocation from the Lawrence Berkeley National Laboratory, USA to EPFL in 2013, she directed 3 MSc. theses, 4 PhD theses and 4 postdocs. She advocates for problem-oriented interdisciplinary research: she led 5 international research consortiums, delivered over 40 invited presentations and organized 9 conferences and 4 doctoral schools. In 2018, the Royal Society of Chemistry included her work in the first collection “Celebrating Excellence in Research: 100 Women of Chemistry”.

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie physique: Spectroscopie

Concepts associés (32)

Spectroscopie

La spectroscopie, ou spectrométrie, est l'étude expérimentale du spectre d'un phénomène physique, c'est-à-dire de sa décomposition sur une échelle d'énergie, ou toute autre grandeur se ramenant à une énergie (fréquence, longueur d'onde). Historiquement, ce terme s'appliquait à la décomposition, par exemple par un prisme, de la lumière visible émise (spectrométrie d'émission) ou absorbée (spectrométrie d'absorption) par l'objet à étudier.

Spectroscopie infrarouge

thumb|Un spectromètre infrarouge. La spectroscopie infrarouge (parfois désignée comme spectroscopie IR) est une classe de spectroscopie qui traite de la région infrarouge du spectre électromagnétique. Elle recouvre une large gamme de techniques, la plus commune étant un type de spectroscopie d'absorption. Comme pour toutes les techniques de spectroscopie, elle peut être employée pour l'identification de composés ou pour déterminer la composition d'un échantillon.

Structure cristalline

La structure cristalline (ou structure d'un cristal) donne l'arrangement des atomes dans un cristal. Ces atomes se répètent périodiquement dans l'espace sous l'action des opérations de symétrie du groupe d'espace et forment ainsi la structure cristalline. Cette structure est un concept fondamental pour de nombreux domaines de la science et de la technologie. Elle est complètement décrite par les paramètres de maille du cristal, son réseau de Bravais, son groupe d'espace et la position des atomes dans l'unité asymétrique la maille.

Spectrométrie d'absorption

La spectrométrie d'absorption est une méthode de spectroscopie électromagnétique utilisée pour déterminer la concentration et la structure d'une substance en mesurant l'intensité du rayonnement électromagnétique qu'elle absorbe à des longueurs d'onde différentes. La spectroscopie d'absorption peut être atomique ou moléculaire. Comme indiqué dans le tableau précédent, les rayonnements électromagnétiques exploités en spectroscopie d'absorption moléculaire vont de l'ultraviolet jusqu'aux ondes radio : La couleur d'un corps en transmission (transparence) représente sa capacité à absorber certaines longueurs d'onde.

Spectrométrie d'absorption atomique

thumb|un spectromètre d'absorption atomique. En chimie analytique, la spectrométrie d'absorption atomique (Atomic absorption spectroscopy en anglais ou SAA) est une technique de spectroscopie atomique servant à déterminer la concentration des éléments métalliques (métaux alcalins, alcalino-terreux, métaux de transition) ainsi que les métalloïdes dans un échantillon. Ceux-ci sont atomisés à l'aide d'une flamme alimentée d'un mélange de gaz ou d'un four électromagnétique.

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Séances de cours associées (34)

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Photochimie I: Droit de la bière-Lambert

Explore la loi de Beer-Lambert, l'absorbance et les états excités électroniques en photochimie.

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Stefano Rusponi

Education: • 1999 Doctoral degree in Physics obtained at the Physics Department, University of Genova PhD thesis title: “STM study of nanostructures induced by ion sputtering on noble metals”. • 1994 University degree in Physics achieved at the Physics Department, University of Genova. Final mark: 110/110 cum laude Diploma thesis title: “A project for a new method of EELS spectroscopy”. • 1988 High school at the Liceo Scientifico G. P. Vieusseux in Imperia. Final mark: 60/60. Research career plan: • 2016 – present MER: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in the group of Prof. Harald Brune • 2003 – 2016: 1er. Assistant: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in the group of Prof. Harald Brune • 2000-2003: Assistant: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) under the direction of Prof. Harald Brune • 1999-2000: Research associate: Max-Planck-Institut of Stuttgart under the direction of Prof. Klaus Kern Miscellaneous of professional activities: a) Review panel • Member of the Elettra proposal review panel • Member of the committee of the EDPY doctoral school in Physics at the EPFL b) Co-worker in the building of the X-Treme beamline: c) Referee for scientific journals: • Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B, J. Appl. Phys., Surf. Sci., J. Magn. Magn. Mater. Funding record a) Funding awarded • Quantum Properties of Nanostructures at Surfaces, FNS 200020-157081/1; (01/10/2014 – 31/09/2017); total amount attributed: 832'558 CHF; co-applicant • Controlling magnetic anisotropy by interfacial coupling, FNS 200021_146715/1; (01/01/2014 – 31/12/2016); total amount attributed: 367'800 CHF; co-applicant • Self-assembled bi-metallic magnetic pillar superlattices with enhanced blocking temperature, SER C10.0135; (01/08/2011 – 01/08/2013); total amount attributed: 170'000 CHF; co-applicant • Magnetic and Catalytic Properties of Surface Supported Metallic Nanostructures, FNS 200020-120493/1; (01/04/2008 – 31/03/2010); total amount attributed: 402'669 CHF; co-applicant • Magnetic and Catalytic Properties of Surface Supported Metallic Nanostructures, FNS 200020-112322/1; (01/04/2006 – 31/03/2008); total amount attributed: 347'633 CHF; co-applicant b) Approved proposals for the allocation of beamtime Swiss Light Source (SLS): main proposer: 9 co-proposer: 4 Elettra: main proposer: 5 co-proposer: 1 European Synchrotron Radiation Facility (ESRF): main proposer: 2 co-proposer: 11 Student supervisor • Co-director of PhD thesis: 4 PhD students

Dimitris Mousadakos: Seeking the smallest room temperature magnets; (in progress)
Romana Baltic: Controlling single atom magnetic anisotropy by interfacial coupling; (in progress)
Alberto Cavallin: Growth and magnetism of nanostructures investigated by STM, MOKE, and XMCD; (Oct. 2013), Thèse N°5941
Sergio Vlaic: Magnetism and atomic scale structure of bimetallic nanostructures at surfaces; (Dec. 2012), Thèse N° 5625

• Supervisor of PhD thesis (without co-direction): 4 PhD students

Anne Lehnert: Magnetism of individual adatoms and of epitaxial monolayers; (Jun. 2009), Thèse N° 4411
Geraud Moulas: Growth and magnetism of 2D bimetallic nanostructures; (Dec. 2008), Thèse N° 4231
Philipp Buluschek: Submonolayer growth of cobalt on metallic and insulating surfaces studied by scanning tunneling microscopy and kinetic Monte-Carlo simulations; (Nov. 2007), Thèse N° 3944
Nicolas Weiss: Propriétés magnétiques de nanostructures de Co adsorbées; (Apr. 2004), Thèse N° 2980

• Supervisor of Master thesis: 6 students • Supervisor of semester projects: 9 students • PhD thesis referee: 2 students

Concepts associés (32)

Spectroscopie

Spectroscopie infrarouge

Structure cristalline

Spectrométrie d'absorption

Spectrométrie d'absorption atomique

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