Missions

Le postdoctorant bénéficiera d'environnements stimulants à Strasbourg (D. Hagenmüller, CESQ-ISIS) et Bordeaux (R. Avriller, LOMA) pour mener un travail théorique, et collaborera avec un groupe expérimental local (C. Genet/T. Ebbesen, ISIS) ayant une grande expertise dans les interactions lumière-matière chirales et les systèmes moléculaires fortement couplés dans des cavités. Le projet fait partie du projet national "TORNADO" financé par le PEPR LUMA (programme et équipements
prioritaires de recherche sur l’interaction lumière-matière), impliquant 13 laboratoires différents dotés d'une expertise exceptionnelle dans les interactions lumière-matière chirales.

Activités

L'objectif du projet est de proposer et d'étudier théoriquement les modifications des propriétés chiroptiques et topologiques de matériaux intégrés dans des cavités chirales de type Fabry-Pérot ouvertes ou des structures plasmoniques chirales, spécifiquement conçues pour héberger des modes chiraux.

Compétences

Le projet est axé sur le développement de modèles théoriques. La majeure partie du travail consistera donc en des calculs analytiques, mais des compétences en calcul numérique seront grandement appréciées. Le candidat doit être titulaire d'un doctorat en physique théorique (idéalement soutenu depuis moins de 2 ans avant l'embauche), avec une solide formation en modèles d'optique quantique, et/ou en théorie de la matière condensée (systèmes solides/moléculaires), et/ou en transport quantique. Le postdoctorant collaborera également avec des doctorants travaillant sur des sujets similaires. Une bonne maitrise de l'anglais, une aptitude au travail en équipe et à la communication des résultats scientifiques est également souhaitée.

Contexte de travail

Au cours des dernières décennies, un nouveau paradigme de contrôle des propriétés des matériaux a émergé. Ce paradigme repose sur l'introduction d'une cavité ou d'une structure photonique en contact étroit avec le matériau. Dans de telles configurations, des régimes extrêmes d'interactions lumière-matière peuvent être atteints lorsque la force de couplage dépasse les autres échelles d'énergie pertinentes, ce qui peut entraîner des modifications des propriétés fondamentales du matériau. Ceci inclus le transport de charge [1,2] et d'énergie [3,4], la réactivité chimique [5,6], ainsi que les interactions intermoléculaires [7]. Une compréhension complète et une exploitation de ces effets font encore défaut, d'où un besoin de modèles théoriques et de simulations pour explorer et concevoir de nouveaux dispositifs, en collaboration avec les expérimentateurs.

Dans ce contexte, un domaine de recherche émergent est celui du régime de fort couplage chiral, qui peut être atteint en intégrant des matériaux chiraux dans des résonateurs optiques chiraux [8,9]. Le champ du vide de la cavité constitue un nouveau degré de liberté qui peut être exploité non seulement pour encoder la chiralité, mais aussi pour contrôler par exemple la chimie asymétrique dans des assemblages moléculaires chiraux, ou les propriétés topologiques des matériaux 2D [10]. En particulier, l'utilisation d'approches de type "système ouvert" est nécessaire pour calculer les signatures optiques utiles aux expérimentateurs, telles que la transmittance, la réflectance ou l'absorbance.

[1] E. Orgiu et al., Nature Materials 14, 1123 (2015)
[2] S. Kumar et al., J. Am. Chem. Soc. (2024)
[3] X. Zhong et al., Angew. Chem. Int. Ed. 56, 9034 (2017)
[4] A. Bard et al., Adv. Optical Mater. 10, 2200349 (2022)
[5] J.A. Hutchison et al., Angew. Chem. Int. Ed. 51, 1592 (2012)
[6] A. Thomas et al., Science 363, 615 (2019)
[7] B. Xiang et al., Science 368, 665 (2020)
[8] H. Hübener et al., Nature Materials 20, 438 (2021)
[9] C. Genet, ACS Photonics 9, 319 (2022)
[10] T. Chervy et al., ACS Photonics 5, 1281 (2018)

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Pas de risque ou contrainte particulière