Missions

Le projet SNAPPER vise à développer des outils innovants pour la métrologie des écoulements aérodynamiques, basés sur le développement de MEMS miniaturisés exploitant une méthode de détection par transfert de chaleur pour caractériser la contrainte de cisaillement de paroi. À cette fin, nous utiliserons le chauffage par effet Joule sans contact, généré par des nanostructures métalliques renforcées par l'effet thermo-plasmonique à la résonance, servant ainsi de nanosondes à fil chaud. L'élément chauffant consistera en une structure MEMS (pont, membrane ou autres formes) constituée d'un matériau thermiquement et électriquement isolant (SiO2 ou autres), fonctionnalisé par un réseau de nanoparticules métalliques d'or ou d'argent. Grâce à ce concept, il est possible d'envisager n'importe quel profil de température avec une distribution spatiale arbitraire. Pour un chauffage efficace, la mise en forme du faisceau d'illumination sera effectuée en utilisant les technologies d'optique intégrée.
Le candidat recruté prendra en charge le travail théorique consistant en l'étude numérique de différentes géométries de nanoparticules métalliques lithographiées, afin d'optimiser l'absorption et la génération de chaleur à des longueurs d'onde dans le visible ou le proche infrarouge. Des arrangements de partiules isolées, couplées et périodiques seront considérés, pour lesquels différentes formes seront comparées, allant de simples cylindres à des formes plus complexes telles que des nano-cônes, des nano-étoiles, des nano-croissants... Pour les nanoparticules couplées, des géométries typiques comme les dimères de nanocylindres, les antennes en nœud papillon ou les ensembles de plus de deux particules seront testées. L'idée est d'exploiter la forte augmentation du champ et de l'absorption qui se produit dans les nanogaps interparticulaires. Des simulations thermo-plasmoniques seront réalisées afin d'identifier les configurations les plus prometteuses, par évaluation de la différence de température atteinte dans l'environnement en fonction de la puissance optique injectée. Le processus d'optimisation concernera également le substrat, dont les propriétés thermiques seront évaluées en fonction de sa conductivité thermique et de sa capacité calorifique.

Activités

La candidate ou le candidat travaillera dans le cadre du projet ANR SNAPPER (Nanoscale Plasmonic Hot-Wire Probe for Wall Shear Stress Measurement and Imaging in Subsonic and Supersonic regimes), sous la supervision des Prs. G. Lévêque et A. Akjouj de l'équipe Ephoni à l'IEMN (Université de Lille). Il ou elle concevra et modélisera des nanosystèmes thermo-plasmoniques pour des applications en métrologie des écoulements aérodynamiques. Les simulations seront réalisées par la méthode des éléments finis (comsol multiphysics). Les systèmes les plus intéressants seront proposés pour la fabrication et la caractérisation. La personne recrutée travaillera en interaction avec des expérimentateurs et des étudiants. Elle ou il participera à l'analyse et à l'interprétation des données, ainsi qu'à la rédaction des articles.

Compétences

La personne qui sera recrutée est idéalement titulaire d'un doctorat en ingénierie, en physique ou dans une discipline similaire. Une solide expérience de la modélisation numérique des ondes électromagnétiques dans les milieux micro/nano-structurés est requise, ainsi qu'une bonne connaissance de la plasmonique.

Contexte de travail

L'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (UMR CNRS 8520 - https://www.iemn.fr/en/) est situé à Villeneuve D'Ascq, près de la ville de Lille (France). Avec un effectif total de plus de 500 personnes, l'institut a un large éventail d'activités de recherche, allant de la physique et la science des matériaux aux micro et nanotechnologies. Le post-doctorant travaillera au sein de l'équipe théorique Ephoni, dirigée par le professeur Y. Pennec et située sur le campus de la Cité scientifique de l'Université de Lille. L'équipe possède une expertise de longue date dans l'étude théorique de la propagation des ondes dans les nanostructures/cristaux phononiques, photoniques et plasmoniques. Des collaborations avec le laboratoire Femto-ST de Besançon et la société ONERA sont également prévues.

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

RAS