grande confÉrence sur les matÉriaux de pointe · 2014-05-15 · 6 grande confÉrence sur les...
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GRANDE CONFÉRENCE
SUR LES MATÉRIAUX DE POINTE
DÉFIS ET OPPORTUNITÉS DE LA PHOTOVOLTAÏQUE
VENDREDI, LE 16 MAI 2014
PAVILLON JEAN-BRILLANT, UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL
3200 RUE JEAN-BRILLANT, MONTRÉAL (QUÉBEC)
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Corridor B-2
9h00 Accueil & Installation des affiches
Salle B-2285
9h30 Louis Taillefer, Mot du directeur
9h40 Carlos Silva, Modérateur
9h45 Simon Fafard, Azastra Inc.
« Concentrated Photovoltaics for Renewable Energy: Current Research
and Future Challenges »
10h15 Clara Santato, Département de génie physique, École Polytechnique
« Eumelanin: from photoprotection to bioelectronics »
10h45 Pause Corridor B-2
Salle B-2285
11h00 David Cooke, Département de physique, Université McGill
« New Developments in THz Science and Technology »
11h30 GRANDE CONFÉRENCE DU QUÉBEC SUR LES MATÉRIAUX DE POINTE
Garry Rumbles, National Renewable Energy Laboratory (NREL),
University of Colorado at Boulder.
« The Science and Future Directions of Organic Photovoltaic Solar Cells »
Caféteria Chez Valère
12h30-14h00 Dîner
14h00-14h30 Rencontre entre Dr. Garry Rumbles et les étudiants du RQMP
Corridor B-2
14h30-17h00 Sessions d’affiches / Poster-meeting
HORAIRE
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CONFÉRENCES
La photovoltaïque concentrée pour les énergies renouvelables: recherche actuelle et dé-
fis futurs
Simon Fafard, Azastra Inc.
Dans cette présentation, je passerai en revue les récents développements dans le domaine de la photo-
voltaïque concentrée (PVC). Les fournisseurs produisent des cellules PVC dont l’efficacité atteint
40% en production atteignant même des records de 44%. Les fabricants de modules PVC livrent des
modules dépassant 30% d'efficacité en production et annoncent d’impressionnantes efficacités re-
cords, par exemple: Amonix 36,2%, Soitec 31,8% et Semprius 32,9%. L'industrie de la PVC est prête
pour une croissance rapide. D'après une analyse de marché récente provenant du GlobalData Report,
le marché de la PVC devrait atteindre une capacité annuelle dépassant 500 MW/année d’ici 2017 ain-
si qu’une capacité établie de 4.7 GW d’ici 2020. Compte tenu d’une cible de l’ordre $0,5/W pour le
coût d’un module et du fait que la cellule PVC est au cœur du module de PVC, je discuterai des défis
et des opportunités dans ce domaine.
Cette conférence sera donnée en anglais.
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Concentrated Photovoltaics for Renewable Energy: Current Research and Future Chal-
lenges
In this presentation, I will review the recent developments in the field of Concentrated Photovoltaic
(CPV). The CPV cell suppliers are delivering cell efficiencies over 40% in production with hero re-
sults in the 44%. The CPV module manufacturers are delivering modules over 30% efficiency in pro-
duction and announced impressive record efficiencies, for example: Amonix 36.2%, Soitec 31.8%,
and Semprius 32.9%. The CPV industry is poised for a fast growth. From a recent market analysis
from GlobalData Report, the CPV market is expected to reach an annual capacity exceeding 500
MW/year by 2017 and an installed capacity of 4.7 GW by 2020. With a targeted module cost of
around $0.5/W and with the CPV cell being the engine of the CPV module, I will discuss some of the
challenges and opportunities in this field. This conference will be given in English.
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CONFÉRENCES
Eumélanine: de la photoprotection de la bioélectronique
Clara Santato, Département de génie physique, École Polytechnique
L'eumélanine est un pigment naturel omniprésent et largement étudié pour son potentiel photoprotec-
teur, thermorégulateur, antiradicalaire et ses activités antioxydantes dans le corps humain. Au cours
des cinq dernières années, l'étude des mélanines a été un sujet d'intérêt intense au niveau interdisci-
plinaire. Une synergie entre les différentes communautés de recherche s’avère importante pour la ré-
alisation de dispositifs entièrement biocompatibles ainsi que l'avancement des connaissances sur les
rôles et les fonctions des mélanines. Dans cet exposé, nous discuterons de la croissance de films d'eu-
mélanine ainsi que de leur transport de charge, avec des électrodes : bloqueuse-d’ions et non bloqueu-
se-d’ions (proton-transparent) et ce dans des conditions d'humidité contrôlée. Nous vous proposons
des applications biomédicales et technologiques inspirées des propriétés physicochimiques de l’eumé-
lanine.
Cette conférence sera donnée en anglais.
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Eumelanin: from photoprotection to bioelectronics
The ubiquitous natural pigment eumelanin is widely studied for its photoprotective, thermoregulating,
free-radical scavenging, and anti-oxidant functions in the human body. In the past five years, the stu-
dy of melanins has been a subject of intense interest at the interdisciplinary level. Synergy with diffe-
rent research communities is important for the realization of fully bio-compatible devices and the ad-
vancement of knowledge on the roles and functions of melanins. In this talk, we will discuss the
growth of eumelanin films and their charge transport, with ion-blocking and non-blocking (proton-
transparent) electrodes, in humidity-controlled conditions. We propose possible biomedical and tech-
nological applications as inspired by eumelanin physicochemical properties.
This conference will be given in English.
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CONFÉRENCES
Nouveaux développements dans la science et la technologie THz
David Cooke, Département de physique, Université McGill
La région THz du spectre électromagnétique (de 0,3 à 10 THz) a été jusqu’à récemment terra in-
cognita, en raison du manque de sources efficaces au-delà de l’émission du corps noir et aussi à
cause des détecteurs souvent submergés par le fond thermique. Cette situation a sans aucun doute
changé au cours des 25 dernières années, lorsque la première «impulsion THz» a été générée par
un laser femtoseconde. Notre capacité à générer de manière efficace, de détecter et de contrôler les
ondes THz a depuis grandi à pas de géant. Depuis, les applications des ondes THZ se sont généra-
lisées grâce à leur capacité à traverser les matériaux non conducteurs et non polaires. Cette confé-
rence mettra en évidence plusieurs nouvelles méthodes pour la génération et la détection 1) d’im-
pulsions THz à très large bande et 2) d’impulsions THz extrêmement intenses. Elle se concentrera
sur la façon dont nous pouvons utiliser ces nouveaux outils pour sonder et même entretenir de fa-
çon cohérente des excitations chargées pertinentes pour les dispositifs photovoltaïques de demain.
Cette conférence sera donnée en anglais.
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New Developments in THz Science and Technology
The THz region of the electromagnetic spectrum (0.3 – 10 THz) has historically been terra inco-
gnita, due to lack of efficient sources beyond blackbody emission and poor detectors often swam-
ped by the thermal background. This situation has definitely changed over the past 25 years, when
the first “THz pulse” generated by a femtosecond laser was achieved. Our ability to efficiently
generate, detect and control THz light has grown by leaps and bounds since then, and interesting
applications that use its ability to pass through non-conducting and non-polar materials are star-
ting to become mainstream. This talk will highlight several new methods for the generation and
detection of 1) extremely broadband THz light pulses and 2) extremely intense THz light pulses,
and focus on how we can use these new tools to probe and even coherently drive charged excita-
tions relevant to next generation photovoltaics.
This conference will be given in English.
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GRANDE CONFÉRENCE SUR LES MATÉRIAUX DE POINTE
Les cellules solaires photovoltaïques organiques: Passé, présent et futur
Garry Rumbles, National Renewable Energy Laboratory (NREL)
Ces 25 dernières années, beaucoup d’énergie a été investie dans le développement de cellules solaires photo-
voltaïques organiques (PVO). Ainsi, leur efficacité de conversion est passée de quelques pour cent à plus de 10
%. Par contre, durant la même période, de nombreuses entreprises liées aux PVO ont vu le jour, puis ont dispa-
ru. Il est temps de faire le point sur la situation. Durant cette présentation, je donnerai un bref aperçu de ces 25
ans, en décrivant ce que nous avons appris, ce que nous nous efforçons toujours de comprendre et comment
nous pouvons progresser.
De plus, je traiterai des questions clés qui restent à élucider dans ce domaine, telles que comment les charges
sont générées, à quel endroit le sont-elles et comment sont-elles collectées de façon efficace? Je mettrai l’ac-
cent sur l’utilisation d’une toute nouvelle technique de spectroscopie, la conductivité aux fréquences micro-
ondes résolue dans le temps (TRMC), qui donne de précieuses informations sur la génération et les pertes de
porteurs de charge mobiles dans plusieurs systèmes organiques qu’on retrouve dans les dispositifs PVO.
Ces systèmes incluent des polymères conjugués qui absorbent la lumière et qui sont couplés à différentes molé-
cules avec une forte affinité électronique, tels les fullerènes et les phtalocyanines. Je discuterai du rôle que joue
la microstructure du polymère, de la dynamique de transfert des charges vers les molécules insérées et de la
position de celles-ci dans la structure polymérique. Je romprai quelque peu avec la tradition en utilisant une
approche moléculaire ou chimique à l’intérieur du formalisme de Marcus pour expliquer le processus de géné-
ration de charges à un niveau fondamental.
Cette conférence sera donnée en anglais.
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The Science and Future Directions of Organic Photovoltaic Solar Cells
The past 25 years have seen a flurry of research activity in the development of organic photovoltaic (OPV)
solar cells, with solar power conversion efficiencies increasing from just a few percent to now exceeding 10%.
Over the same time period, many OPV-related companies have come and gone and now is a good time to take
stock of the situation. This presentation will present a brief overview of this 25-year pathway, exploring what
we have learned, what we still struggle to understand, and how can we progress further.
In addition, we will investigate some key scientific questions that remain in the field of OPV solar cells, such
as: how do charges get generated, where are they generated, and how do they successfully emerge from devi-
ces? Specifically, this presentation will focus on the use of the novel spectroscopic technique of time-resolved
microwave conductivity (TRMC) to investigate the production and loss of free, mobile charges in a number of
organic systems that are often found in OPV devices.
These systems are comprised of light-harvesting conjugated polymers blended, or mixed, with a variety of high
electron affinity acceptor molecules, such as novel, substituted fullerenes and phthalocyanines. We will explore
the role of the solid-state microstructure of the polymer, the energetics of the acceptor molecules, and where
these molecules might reside within the polymer microstructure. To break slightly with tradition from the OPV
field, a molecular or chemical approach of a Marcus formulation will be used to explain the fundamental,
charge-generating process.
This conference will be given in English.
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NOTICE BIOGRAPHIQUE
Dr. Garry Rumbles est chercheur au National Renewable Energy Laboratory (NREL) à Golden,
Colorado. Dr. Rumbles a rejoint le NREL en 2000 et est largement reconnu pour sa recherche en
photochimie et photophysique de systèmes moléculaires conjugués, la conversion d'énergie solaire
dans les systèmes moléculaires et nanométriques et l'étude de processus de transfert d'électrons
photo-induits utilisant la photolyse éclair ainsi que la conductivité micro-ondes résolue en temps. Il
est professeur invité au département de chimie du Imperial College de Londres; Professeur Adjoint
au département de chimie et de biochimie à la University of Colorado Boulder une faculté affiliée
au département de chimie de la Colorado State University à Fort Collins. Dr. Rumbles est aussi
Fellow de l'Institut CU/NREL: Renewable and Sustainable Energy Institute (RASEI) et Fellow de
la Royal Society of Chemistry.
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Dr. Garry Rumbles is a Research Fellow at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) in
Golden, Colorado. Dr. Rumbles joined NREL in 2000 and is widely recognized for his research in
photochemistry and photophysics of conjugated molecular systems, solar energy conversion in mo-
lecular and nanoscale systems, and the study of photo-induced electron transfer processes using
flash photolysis, time-resolved microwave conductivity. He is a visiting Professor in the Depart-
ment of Chemistry at Imperial College, London; a Professor Adjoint in the Department of Chemis-
try and Biochemistry at University of Colorado Boulder an affiliated faculty in the Department of
Chemistry at Colorado State University, Fort Collins a Fellow of the joint CU/NREL institute: Re-
newable and Sustainable Energy Institute (RASEI), and a Fellow of the Royal Society of Chemistry.
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AFFICHES
Laboratoires
Le laboratoire de faisceaux d’ions de l’Université de Montréal
Martin Chicoine
Investigation of Laser Quantum Well Intermixing benefits for integrated optoelectronic device
fabrication
Romain Béal, Khalid Moumanis, Jan J. Dubowski, Vincent Aimez
LCM
Scanning Probe Microscopy (SPM) At The Laboratory of Characterization Of Materials (LCM)
Patricia Moraille
LARFIS
Tribological behavior of HiPIMS TiN and Ti (Si,C)N coatings on Ti cold sprayed substrates
Dina Goldbaum, Ganesh Kamath, Praveena Manimunda, Richard R. Chromik, Jolanta Ewa Klemberg-Sapieha
and Sylvie Descartes
Projets de recherche
Assessment of normal force testing to measure adhesion at organic – inorganic interfaces in OPV’s
H. Das Gupta, Ayse Turak
Black Phosphorene thin layers : Structural Properties and Photo-oxidation
Alexandre Favron, Étienne Gaufrès, Anne-Laurence Phaneuf, Frédéric Fossard, Pierre L. Lévesque, Natalie
Y.W Tang, Annick Loiseau, Richard Leonelli, Sébastien Francoeur R. Martela
Characterization and Optimization of CuInS2 as a light absorbing layer for Solar Cells
A. Tapley, Zhifeng Ding
Characterization and Transport Measurements in Silicon Nanowires with Ordered Stacking
Faults
Marc Collette, O. Moutanabbir, A. Champagne
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AFFICHES
Characterization of Cu2ZnSnS4 nanocrystal thin films for solar cells
S. Khoshmashrab, Zhifeng Ding
Complete quantum control of exciton qubits bound to isoelectronic centers
Gabriel Éthier-Majcher, Philippe St-Jean, Gianluca Boso, Alberto Tosi, John F. Klem, Sébastien Francoeur
Complex crystallization dynamics in amorphous germanium observed with dynamic transmission
electron microscopy.
M. J. Stern, L. Nikolova, J. M. MacLeod, B. W. Reed, H. Ibrahim, G. H. Campbell, F. Rosei, T. Lagrange and B. J.
Siwick
Convex Lens-Induced Nanoscale Templating
Daniel J. Berard, Francois Michaud, Christopher M. J. McFaul, Sara Mahshid, Walter Reisner, Sabrina R. Leslie
Cu2ZnSn(S,Se)4 Electrophoretic Deposition of Thin Films, and PEC Characterization.
L. Perini, Zhifeng Ding
Déflexion rédox de micro-leviers fonctionnalisés d'une monocouche auto-assemblée structurée de fer-
rocényldodécanethiolates
Catherine Castonguay, Eric Dionne et Antonella Badia
Dégradation des cristaux de LBO sous haute puissance UV
Gabriel Monette
Design of Slow-Light Resonant Modes in Photonic Crystal Ring Resonators
Kathleen McGarvey-Lechable, Pablo Bianucci
Dyes confined in carbon nanotubes : towards multiplexing Raman nanoprobes
NathalieY-Wa TANG, Étienne GAUFRÈS, Alexandre FAVRON, François LAPOINTE, Nicolas COTTENYE,
Thomas SZKOPEK and Richard MARTEL
Electronic Fabry-Pérot interferometer in the fractional quantum Hall regime
K. Bennaceur, S. Gaucher, B. Schmidt, D. Laroche, G. Gervais
Electronic Properties of CuInGaSe2 Nanowires, a Theoretical Perspective
Charles Marcotte Girard, Alain Rochefort
Evanescent spectroscopy of surface nanoscale microresonators
Tabassom Hamidfar, Pablo Bianucci
Extending the Warranty of the Dye-Sensitized Solar Cell
S. Simon, Curtis Berlinguette
Fabrication and Low-T Transport Measurement of Bi2Se3 Topological Insulator thin-film transis-
tors¸
James Porter
GaAs-based photonic biosensor for in situ detection of Escherichia coli in water
Elnaz Nazemi, Srivatsa Aithal, Mohamed Walid Hassen, Eric Frost, Jan J. Dubowski
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Giant electron-hole asymmetry in carbon nanotube transistors
A. C. McRae, V. Tayari, A. R. Champagne
Growth optimisation and bandgap determination of AlGaNAs alloys for 4-junction CPV solar cells
G. Kolhatkar, Richard Arès
Hydrothermal Growth of ZnO nanorods
Amir Hassanpour, N. Bogdan, J. Capobianco, and P. Bianucci
Interference Lithography for the fabrication of submicron light-trapping structures in silicon solar
cells of micron order thickness
K. Boyd, Rafael Kleiman
Investigating the Surface State Effect on Nanowire Solar Cells
A. Connie, Zetian Mi
Large Area Graphene Ion Sensitive Field E ect Transistors with Tantalum Pentoxide Sensing Layers
for pH Measurement
Ibrahim Fakih, Shadi Sabri, Farzaneh Farzaneh Mohammadi, Mohamed Siaj, and Thomas Szkopek
Large gain quantum-limited qubit state measurement using a two-mode nonlinear cavity
S. Khan, R. Vijay, I. Siddiqi, A. A. Clerk
Local control of adsorbates on single-layer MoS_2 by laser annealing
Alaric Bergeron, Alexandre Favron, Richard Martel, Richard Leonelli, Sébastien Francoeur
Low band-gap azo polymers as promising donors for organic photovoltaics
A. Alsam, Yuning LI
Low-energy ion acceleration effusion cell for hybrid implantation-MBE growth of GaAsBi
Patrick Lavoie, Sébastien Francoeur, Patrick Desjardins
Low-Temperature Ozon Native Oxide Based Surface Passivation of Silicon
D. Barchet, Nazir Kherani
Multi-Junction Solar Cell Characterization Instrument Using the Fill-Factor Bias Measurement
Technique
Patrick McVey White
New Colloidal Synthesis of CuInS2/graphene Composite Material for Electrochemical Solar Cells
H. Cherfouh, Benoît Marsan
NEW THIENO[3,4-C]PYRROLE-4,6-DIONE-BASED CONJUGATED COPOLYMERS AND SUL-
FUR DERIVATIVES.
F. Grenier, Mario Leclerc
Novel approaches for SPR (surface plasmon resonance) based biosensing
Laurent Doré-Mathieu, Anne-Marie Dallaire, André-Pierre Blanchard-Dionne, Sergiy Patskovsky et Michel Meu-
nier.
Nuclear Spin Diffusion Mediated by Heavy Hole Non-Collinear Interactions
Hugo Ribeiro, F. Maier, and D. Loss
AFFICHES (SUITE)
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Observation of in-plane charge transport in few-layer hexagonal boron nitride
Farzaneh Mahvash, Thomas Szkopek, Mohamed Siaj
On the Dye Regeneration Step in the Dye Sensitized Solar Cell
C. Kellett, Curtis Berlinguette
Optically-induced mode coupling and interference in a terahertz parallel plate waveguide
Lauren Gingras, Marcel Georgin, David G. Cooke
Optimal post-processing for a generic single-shot readout
B. D'Anjou & W.A. Coish
Optimization of CuInS2 for Post Synthesis Selenization
D. Stitt, Zhifeng Ding
Overcoming the Substrate Effect in Graphene Functionalization with Electrochemistry
Minh NGUYEN, François LAPOINTE, Maxime BIRON, Galyna SHUL,
Peeking and Poking at Cells: Shedding New Light on Molecular Dynamics
Bojing Jia, Christopher M.J. McFaul, Claire M. Brown, Sabrina R. Leslie
Percolation in realistic hybrid carbon nanostructures networks
Louis-Philippe Simoneau, Jérémie Villeneuve, Alain Rochefort
Post Synthesis Selenization and Binding Agent Addition to CuZnSnS4 as a Method for Improved
Film Quality
M. Turnbull, Zhifeng Ding
Predictable Solid State Control of p/n Organic Heterojunctions via Complementary Hydrogen Bond-
ing Interactions
H. Black, Dmitrii F. Perepichka
Pressure-Dependent Luminescence of Inorganic Gold(I) Dithiocarbamate Compounds
Nicolas B. Desmarais, Christian Reber
Quantum Limit For Nuclear Spin Polarization
Julia Hildmann, E. Kavousanaki, G. Burkard, and Hugo Ribeiro
Radio-frequency pulse compression for high brightness ultrafast electron diffraction: design, charac-
terization and application.
Robert Chatelain
Redox-induced ion-pairing between anionic amphiphile and ferrocenylalkanethiolates self-assembled
monolayers
Kim-Ly Nguyen, Antonella Badia
Resistance of single grain boundaries in copper
Mathieu César, Dongping Liu, Daniel Gall & Hong Guo
Resolving How Rates of Electron Injection Into Semiconductor Surfaces are Affected by Anchoring
Groups
A. Blair, Curtis Berlinguette
AFFICHES (SUITE)
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Role Of Acceptance Angle On HCPV Average Energy Production
D. Larkin, Richard Arès
Selective area wettability modification of silicon by excimer laser irradiation in various liquid envi-
ronments
Neng Liu, Xiaohuan Huang, Walid Mohamed Hassen, Jan J. Dubowski
Senseurs optofluidiques intégrés sur silicium permettant une très haute sensibilité volumique
Antoine Leblanc-Hotte, Josep-André Bélanger, Leandro Acquaroli, Jean-Sébastien Delisle, Sylvie Lesage et Yves-
Alain Peter
Stabilizing Photovoltaic Performance of Polymer Solar Cells by Azide Crosslinkers
Chi Zhang
Structural dynamics of the metal-insulator transition in VO2. An ultrafast electron diffraction study
using radio-frequency compressed electron pulses
Vance Morrison, Robert Chatelain, Kunal Tiwari, Andrew Bruhacs, Bradley Siwick.
Study of Cu1.0(In1.05-x,Alx)S2.1 Semiconducting Particles for Homojunction Solar Cells
M. Hanna, Benoît Marsan
Symmetry and vibration modes of few-layer black phosphorus
Anne-Laurence Phaneuf, Richard Martel, Sébastien Francoeur
Synthesis and Characterization of New Fluorinated Carbazole Conjugated Copolymers
P.-O. Morin, Mario Leclerc
Synthesis of Electrochemically Active Cross-Linked Films Using the Piers-Rubinsztajn Reaction
Anjuli Szawiola
Team Montreal : Solar Decathlon
D. Tarantino, Mohamed Meguid
The Dynamics of Supercoil-induced Topological Transitions in DNA
Shane Scott, Alec Silver, Chris McFaul, Jason Leith, Sabrina Leslie
The influence of molecular interface modification on the charge dynamics of polymeric semiconduc-
tor / ZnO heterostructure
E. Rezasoltani, Carlos Silva
The role of hydrogen on low pressure chemical vapor deposition of graphene films
Saman Choubak, Pierre L. Levesque, Maxime Biron, Patrick Desjardins, and Richard Martel
Theoretical Limits to Suspended Graphene Varactors and Tunneling Relays
Mohamed AbdelGhany, Monorina Mukhopadhyay, Thomas Szkopek
Towards high throughput fabrication of screen printable nanotitania photoanodes
A. Yasin, George P. Demopoulos
Transition métal-isolant dans les couches minces de PrNiO3 modulée par les contraintes
G. Hardy, D. Matte, P. Fournier
Ultrabroadband THz Spectroscopy of Semiconductors
David A. Valverde-Chávez, David G. Cooke
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Using Evolutionary Algorithms in the Optical Design of Bifacial Thin c-Si Photovoltaics
A. Flood, Nazir P. Kherani
Whispering Gallery Mode Microresonators Integrated Biosensor and Low Power Nonlinear Optics
Antoine Ramier, Hala Ghali, Francis Vanier, Pablo Bianucci, Jay Nadeau, Martin Rochette, Yves-Alain Peter
Wiedemann-Franz
Relation and Thermal-Transistor Effect in Suspended Graphene
Serap Yigen, Alexandre Champagne
WO3/Upconverting Nanoparticles Films for Photovoltaics
F. Venne, Clara Santato
Modeling the dynamic of excitons bound to nitrogen dyads in GaAs.
P. St-Jean, Sébastien Francoeur
Percolation threshold assessment of sputtered silver films on different surfaces using Stokes parame-
ters.
S. Hafezian, B. Baloukas, L. Martinu