😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
samedi, août 1, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats

L’absorption de la lumière par le dioxyde de titane

par La rédaction
17 août 2017
en Recherche, Technologie

Le dioxyde de titane (TiO2) est aujourd’hui l’un des matériaux les plus prometteurs en photovoltaïque et photocatalyse. Ce matériau apparaît sous différentes formes cristallines, mais la plus séduisante pour ces applications est appelée «anatase».

Malgré des décennies d’études sur la conversion de la lumière absorbée en charges électriques dans l’anatase TiO2, la nature profonde de ses propriétés électroniques et optiques fondamentales restait inconnue. Des scientifiques de l’EPFL, avec des partenaires nationaux et internationaux, viennent d’apporter un éclairage sur le problème. Ils ont utilisé une combinaison de techniques de pointe en spectroscopie en régime stationnaire et ultrarapide, ainsi qu’au moyen de calculs théoriques. Ce travail est publié dans Nature Communications.

L’anatase TiO2 intervient dans une vaste gamme d’applications, qui vont de la photovoltaïque à la photocatalyse pour des vitres auto-nettoyantes, en passant par l’assainissement de l’eau et de l’air. Toutes sont fondées sur l’absorption de la lumière et sa conversion subséquente en charges électriques. En raison de son utilisation largement répandue dans des applications variées, TiO2 a été l’un des matériaux les plus étudiés au XXe siècle, aussi bien de manière expérimentale que théorique.

Lorsque la lumière est absorbé par un matériau semi-conducteur tel que le TiO2, cela génère soit des charges libres négatives (électrons) et positives (trous), ou une paire électron-trou neutre liée, nommée exciton. Les excitons peuvent transporter tant de l’énergie que des charges à l’échelle nanoscopique, et constituer la base d’un vaste domaine de l’électronique de la prochaine génération, nommé «l’excitonique». Jusqu’à présent, personne n’avait pu identifier clairement la nature et les propriétés d’un objet physique qui absorbe la lumière, et décrire ses propriétés.

Le groupe de Majed Chergui à l’EPFL, en collaboration avec des scientifiques suisses et internationaux, a apporté un éclairage sur cette question récurrente et ancienne, en utilisant une combinaison de méthodes expérimentales de pointe: la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), qui cartographie l’énergétique de l’électron selon les différents axes dans un solide; l’ellipsométrie spectroscopique – qui détermine les propriétés optiques du solide avec une grande précision – et la spectroscopie ultrarapide à deux dimensions dans l’ultraviolet, utilisée pour la première fois dans l’étude de matériaux, conjointement avec des outils théoriques d’avant-garde.

Les chercheurs ont découvert que le seuil du spectre d’absorption optique est dû à un exciton fortement lié, qui présente deux propriétés nouvelles remarquables; d’abord, il est confiné à un plan bi-dimensionnel (2D) du réseau tri-dimensionnel du matériau. C’est la première fois qu’un tel objet est observé en matière condensée. Ensuite, cet exciton 2D est robuste vis-à-vis de la température et les défauts ponctuels, dans la mesure où il est présent dans n’importe quel type de matériau TiO2 – monocristal, film mince, et même nanoparticules utilisées dans des dispositifs.

Cette robustesse de l’exciton, par rapport aux défauts, implique qu’il peut stocker de l’énergie absorbée sous forme de lumière et la guider de façon sélective à l’échelle nanométrique. Cela promet une immense amélioration si l’on compare à la technologie courante, dans laquelle l’énergie de la lumière absorbée est dissipée sous forme de chaleur dans la structure cristalline, rendant les mécanismes d’excitation conventionnels extrêmement inefficaces.

Par ailleurs, l’exciton nouvellement découvert est très sensible à un éventail de stimuli externes et internes dans le matériau (température, pression, densité électronique excessive), ce qui ouvre la voie à une méthode de détection puissante, précise et bon marché pour des capteurs à lecture optique.

« Etant donné qu’il est facile et bon marché de fabriquer des matériaux d’anatase TiO2, ces découvertes sont cruciales pour un grand nombre d’applications », explique Majed Chergui. « Savoir comment les charges électriques sont générées après que la lumière ait été absorbée est un élément-clé pour la photocatalyse. »

Ce travail résulte d’une collaboration du Centre for Ultrafast Science de l’EPFL (LACUS) et de l’Institut de Physique (IPHYS), avec le Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, l’Université de Fribourg, l’Università Campus Bio-Medico Roma, l’Università Roma «Tor Vergata», et la Universidad del Pais Vasco. Il a été financé par le Fonds National Suisse (SNSF; NCCR:MUST), le European Research Council Advanced Grants «DYNAMOX» et «Qspec-Newmat», les Grupos Consolidados del Gobierno Vasco et COST Actions, EUSpec.


Légende image : Réseau cristallin de l’oxyde de titane anatase avec une représentation graphique de l’exciton 2D qui est généré par absorption de lumière (ondelette mauve). Cet exciton 2D correspond à l’excitation de plus basse énergie du matériau. Crédit: Joerg Harms

Référence

E. Baldini, L. Chiodo, A. Dominguez, M. Palummo, S. Moser, M. Yazdi-Rizi, G. Auböck, B.P.P. Mallett, H. Berger, A. Magrez, C. Bernhard, M. Grioni, A. Rubio, M. Chergui. Strongly bound excitons in anatase TiO2 single crystals and nanoparticles.Nature Communications 13 April 2017. DOI: 10.1038/s41467-017-00016-6
Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: anataseEPFLTiO2
Article précédent

Outre-mer : Albioma lauréat de 11 projets de centrales photovoltaïques avec stockage

Article suivant

Nexans adopte l’énergie solaire pour alimenter son usine au Liban

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

SwRI, SMU collaborent pour faire progresser les batteries à état solide
Batterie

SwRI, SMU collaborent pour faire progresser les batteries à état solide

il y a 14 heures
KAIST trouve la clé pour résoudre le « goulot d'étranglement électrique » dans les semi-conducteurs
Matériaux

La clé pour résoudre le « goulot d’étranglement électrique » dans les semi-conducteurs

il y a 1 jour
Une étude retrace l'évolution des trous photogénérés, de la séparation au transfert en photocatalyse
Recherche

Une étude retrace l’évolution des trous photogénérés, de la séparation au transfert en photocatalyse

il y a 1 jour
Des scientifiques utilisent l'IA et une synthèse innovante pour développer des aimants plus puissants
Matériaux

Des scientifiques utilisent l’IA et une synthèse innovante pour développer des aimants plus puissants

il y a 2 jours
Le premier moteur thermique quantique supraconducteur au monde ouvre la voie à des ordinateurs quantiques plus grands
Quantique

Le premier moteur thermique quantique supraconducteur au monde pour des ordinateurs quantiques plus grands

il y a 2 jours
Les batteries perdent du lithium dans le collecteur de courant
Batterie

Les batteries perdent du lithium dans le collecteur de courant

il y a 3 jours
IA générative : l'ADEME alerte sur une empreinte environnementale qui s'emballe
Intelligence artificielle

IA générative : l’ADEME alerte sur une empreinte environnementale qui s’emballe

il y a 3 jours
Une cape thermique 3D rend les objets invisibles à la chaleur dans toutes les directions
Chaleur

Une cape thermique 3D rend les objets invisibles à la chaleur dans toutes les directions

il y a 3 jours
Plus d'articles
Article suivant

Nexans adopte l'énergie solaire pour alimenter son usine au Liban

L'Australie génère suffisamment d'énergie renouvelable pour alimenter 70% de ses foyers

Aérogels de silice : Les super-isolants de demains ?

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Le rover Curiosity de la NASA découvre un champ présentant des textures en nid d'abeille

    Le rover Curiosity de la NASA découvre un champ présentant des textures en nid d’abeille

    45 partages
    Partage 18 Tweet 11
  • XPENG dévoile le L03, SUV coupé électrique dopé à l’intelligence artificielle

    13 partages
    Partage 5 Tweet 3
  • E.Leclerc double ses offres bas carbone avant le chassé-croisé estival

    12 partages
    Partage 5 Tweet 3
  • Des drones chinois anti-incendie, un dispositif innovant face aux départs de feu

    9 partages
    Partage 4 Tweet 2
  • La climatisation : un bouclier contre les particules de fumée des incendies de forêt

    22 partages
    Partage 9 Tweet 6

Tendance

Jeunes conducteurs et voitures surpuissantes : la loi RIPOST interdit, mais le flou demeure
Brèves

Jeunes conducteurs et voitures surpuissantes : la loi RIPOST interdit, mais le flou demeure

par La rédaction
1 août 2026
0

Depuis le 21 juillet, les jeunes titulaires du permis ne peuvent plus prendre le volant d’un véhicule...

Des chercheurs développent une technologie portable pour surveiller les médicaments en temps réel

Des chercheurs développent une technologie portable pour surveiller les médicaments en temps réel

1 août 2026
Comment les scientifiques savent-ils si le changement climatique a aggravé une canicule, une tempête extrême ou un incendie de forêt ?

Comment les scientifiques savent-ils si le changement climatique a aggravé une canicule, une tempête extrême ou un incendie de forêt ?

1 août 2026
IA qui apprend des nuages : quand un système prévoit la production d'énergie solaire

IA qui apprend des nuages : quand un système prévoit la production d’énergie solaire

1 août 2026
SwRI, SMU collaborent pour faire progresser les batteries à état solide

SwRI, SMU collaborent pour faire progresser les batteries à état solide

1 août 2026

Points forts

IA qui apprend des nuages : quand un système prévoit la production d’énergie solaire

SwRI, SMU collaborent pour faire progresser les batteries à état solide

Hausse du prix de l’électricité au 1er août 2026 : ce qui va changer pour 20 millions de foyers

Le rover Curiosity de la NASA découvre un champ présentant des textures en nid d’abeille

Allocation de rentrée scolaire 2026 : jusqu’à 466 euros versés aux familles avant la rentrée

Le Mans : l’unité Modul’O transformera les biodéchets en biogaz début 2027

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Jeunes conducteurs et voitures surpuissantes : la loi RIPOST interdit, mais le flou demeure

Jeunes conducteurs et voitures surpuissantes : la loi RIPOST interdit, mais le flou demeure

1 août 2026
Des chercheurs développent une technologie portable pour surveiller les médicaments en temps réel

Des chercheurs développent une technologie portable pour surveiller les médicaments en temps réel

1 août 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com