😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
jeudi, août 13, 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

Contrôle spin-électrique ciblé des molécules pour les technologies quantiques
Quantique

Contrôle spin-électrique ciblé des molécules pour les technologies quantiques

il y a 16 heures
Un nouveau détecteur à pérovskite permet des images radiologiques claires à dose bien plus faible
Matériaux

Un nouveau détecteur à pérovskite permet des images radiologiques claires à dose bien plus faible

il y a 17 heures
Une voie plus propre pour purifier les terres rares
Matériaux

Une voie plus propre pour purifier les terres rares

il y a 2 jours
Les isolateurs topologiques progressent vers des applications pratiques
Recherche

Les isolateurs topologiques progressent vers des applications pratiques

il y a 3 jours
Un ordinateur fait de particules oscillant dans un liquide
Recherche

Un ordinateur fait de particules oscillant dans un liquide

il y a 3 jours
Extrêmement froide et très efficace : des scientifiques présentent une nouvelle fibre optique
Optique

Extrêmement froide et très efficace : des scientifiques présentent une nouvelle fibre optique

il y a 4 jours
Puces 5G et 6G : des chercheurs développent des commutateurs compacts et économes en énergie
Communication

Puces 5G et 6G : des chercheurs développent des commutateurs compacts et économes en énergie

il y a 4 jours
Un dispositif de mémoire thermique conçu pour permettre une gestion intelligente de la chaleur
Chaleur

Un dispositif de mémoire thermique conçu pour permettre une gestion intelligente de la chaleur

il y a 5 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

  • Où acheter des lunettes pour l’éclipse : la course contre la montre a commencé

    Où acheter des lunettes pour l’éclipse : la course contre la montre a commencé

    266 partages
    Partage 106 Tweet 67
  • Rafale : l’effervescence autour du fleuron de Dassault, entre méga-contrat indien et sauts technologiques

    127 partages
    Partage 51 Tweet 32
  • BYD dévoile la Seal 06 2027 : une berline électrique et hybride bardée de technologies à prix cassé

    35 partages
    Partage 14 Tweet 9
  • L’autoconsommation : « l’émergence d’un nouveau marché du photovoltaïque »

    17 partages
    Partage 7 Tweet 4
  • Comparatif des filtres sous évier : quelle solution choisir pour améliorer la qualité de l’eau du robinet ?

    10 partages
    Partage 4 Tweet 3

Tendance

Renault 5 E-Tech électrique : le retour gagnant d’une icône populaire
Brèves

Renault 5 E-Tech électrique : le retour gagnant d’une icône populaire

par La rédaction
13 août 2026
0

La Renault 5 E-Tech électrique s’impose en 2026 comme l’une des citadines électriques les plus remarquées en...

Rénover une façade ancienne avec un bardage bois : une transformation sous conditions

Rénover une façade ancienne avec un bardage bois : une transformation sous conditions

13 août 2026
L'haleine plutôt que le sang : un appareil mesure la combustion des graisses dans l'air expiré

L’haleine plutôt que le sang : un appareil mesure la combustion des graisses dans l’air expiré

13 août 2026
Contrôle spin-électrique ciblé des molécules pour les technologies quantiques

Contrôle spin-électrique ciblé des molécules pour les technologies quantiques

13 août 2026
Un nouveau détecteur à pérovskite permet des images radiologiques claires à dose bien plus faible

Un nouveau détecteur à pérovskite permet des images radiologiques claires à dose bien plus faible

13 août 2026

Points forts

Contrôle spin-électrique ciblé des molécules pour les technologies quantiques

Un nouveau détecteur à pérovskite permet des images radiologiques claires à dose bien plus faible

Travailler en cas de forte chaleur, que dit le droit ?

BYD dévoile la Seal 06 2027 : une berline électrique et hybride bardée de technologies à prix cassé

JCB pulvérise le record du monde de vitesse à l’hydrogène à Bonneville

Punaise des champs : pourquoi cet insecte envahit soudainement les murs et terrasses

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

Articles récents

Renault 5 E-Tech électrique : le retour gagnant d’une icône populaire

Renault 5 E-Tech électrique : le retour gagnant d’une icône populaire

13 août 2026
Rénover une façade ancienne avec un bardage bois : une transformation sous conditions

Rénover une façade ancienne avec un bardage bois : une transformation sous conditions

13 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