L'équipe "Surfaces, Spectroscopies et Modélisations (SUPREME)" étudie les propriétés des surfaces, interfaces et nanostructures. Elle s'intéresse aux matériaux à propriétés électroniques remarquables du fait de leurs changements de dimensionnalité à l’échelle nanométrique, de leurs structures atomiques originales, de la nature exotique de leur état fondamental, de leur changement de phase ou encore de leurs propriétés spectroscopiques singulières. Ces matériaux sont élaborés in situ par MBE ou ex situ, en collaboration avec des équipes partenaires. Leurs structures atomiques et électroniques sont étudiées essentiellement par photoémission résolue en angle (ARPES) et microscopie/spectroscopie tunnel (STM/STS), et des méthodes ab initio basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité.

Des études complémentaires sont effectuées sur les lignes de lumière CASSIOPEE et SIXS du Synchrotron SOLEIL.

Au niveau expérimental, son activité de recherche met à profit la complémentarité du STM / STS et de l’ARPES. Le premier donne accès à la résolution spatiale de la densité d’états électroniques. Le second permet de visualiser la structure de bande résolue en vecteur d’onde, en particulier les relations de dispersion dans les solides. Les mesures spectroscopiques sont généralement effectuées à basse température afin de profiter pleinement de la résolution ultime en énergie.

Forte d’une longue expérience de l’ultravide, l’équipe élabore des couches ultra-minces et des interfaces nano-structurées par épitaxie par jets moléculaires (MBE).

L’acquisition d’un dispositif de spin-ARPES, complété par un microscope à effet tunnel basse température fonctionnant sous champ magnétique, permet de sonder les propriétés électroniques dépendant du spin.

Ces matériaux sont élaborés in situ par MBE ou ex situ par voie chimique, en collaboration avec d’autres équipes du laboratoire : Composés Intermétalliques et Matériaux Hybrides ; Matériaux à Propriétés Thermoélectriques ; Métallurgie et Surfaces ; Nanomagnétisme et Electronique de Spin ; Nanomatériaux ) et à travers des projets nationaux et internationaux.

Les modélisations réalisées dans l’équipe sont basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Elles contribuent à la détermination des structures atomique et électronique des surfaces et des interfaces. Elles permettent également d'approfondir la compréhension, au niveau fondamental, de leurs propriétés. Les systèmes étudiés incluent les surfaces complexes et les films ultraminces élaborés sur un substrat, c’est-à-dire des systèmes d’intérêt pour les équipes 102 et 203 à l’IJL, et pour plusieurs collaborateurs au niveau national et international.