Missions

Le chercheur utilisera et développera des algorithmes de ptychographie pour les données de microscopie électronique en transmission. Le chercheur rejoindra un groupe de recherche multi-instituts travaillant sur la ptychographie entre la plateforme de microscopie du CEA Grenoble et le groupe de microscopie électronique à transmission de l'Institut NÉEL.
L'objectif de ce travail est de faire progresser et d'automatiser l'utilisation de la ptychographie sur différents types d'échantillons. En particulier :
1) accélérer le processus de reconstruction en utilisant un algorithme multislice
2) permettre une reconstruction 3D et
3) automatiser le processus de reconstruction et l'automatiser pour une reconstruction presque en direct et une expérience utilisateur simplifiée et améliorée, afin d'ouvrir cette technique extrêmement puissante à des utilisateurs non experts et à des applications à haut débit.
L'accent sera mis sur les algorithmes multicoupes (multislice) permettant d'obtenir une résolution atomique et des images de phase tridimensionnelles, qui peuvent être corrélées avec la tomographie conventionnelle (en faisant tourner l'échantillon), en se concentrant sur l'accélération et l'automatisation du processus de reconstruction. Trois microscopes électroniques en transmission seront disponibles pour les travaux, tous équipés de caméras à détection directe Medipix ou Timepix. Les deux instituts disposent d'un cluster pour le traitement des données. Le candidat peut participer à l'acquisition des données et à la préparation des échantillons, mais l'accent sera mis sur le traitement et l'analyse des données ptychographiques. Les échantillons peuvent aller de systèmes modèles comme des matériaux 2D ou des lamelles minces d'échantillons semi-conducteurs, en se rapprochant de dispositifs comme la mémoire vive à changement de phase (PCRAM) ou des électrodes dans des échantillons de batteries lithium-ion au fur et à mesure de l'avancement du projet. Les résultats de la ptychographie seront corrélés avec l'analyse chimique et structurelle tridimensionnelle du même échantillon.

Activités

Activités principales : optimiser les paramètres d'acquisition de la ptychographie électronique 3D (combinant la ptychographie et un nombre limité de directions de vue, c'est-à-dire la tomographie) et améliorer ou développer l'algorithme de reconstruction.
Nous partirons des logiciels existants, mais il se peut que nous devions optimiser l'algorithme pour les électrons ou la vitesse de reconstruction.
Les activités comprendront :
- effectuer des simulations d'ensembles de données de ptychographie électronique,
- reconstruire des données en testant différents algorithmes en utilisant des algorithmes à tranches multiples,
- adapter les algorithmes de reconstruction de ptychographie,
- automatiser l'analyse des données de ptychographie,
- accélérer la reconstruction,
- faciliter le processus de reconstruction.

Compétences

- Expérience dans la reconstruction de données ptychographiques.
- Connaissances en programmation, traitement de données, simulations de diffraction électronique, compétences mathématiques, connaissances en matière d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle sont un atout.

Contexte de travail

La ptychographie électronique (PE) est devenue la technique de microcopie électronique à ultra-haute résolution et à faible dose [Science 372, 826–831 (2021)]. L'objectif de ce poste post-doctoral de 2 ans est de poursuivre le développement de la Ptychographie Électronique à Grenoble (France).
Le chercheur fera partie d'un projet national METSA-SETDIA [https://www.cnrs.fr/en/pepr/pepr-exploratoire-diademe-materiaux] qui vise à améliorer/accélérer la caractérisation structurelle 3D des nanostructures, permettant d'ouvrir la technique à des non-spécialistes.
Le chercheur rejoindra une équipe CNRS/CEA composée de microscopistes électroniques et d'ingénieurs logiciels. Il aura accès à des clusters informatiques performants et à des microscopes électroniques en transmission (TEM) de dernière génération situés soit à l'Institut NÉEL (Neoarm + caméra medipix), soit au CEA (Neorm + caméra timepix3 ou TITAN Ultimate + caméra medipix).

L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdiscipinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.
Nous sommes situés sur le Campus CNRS de Grenoble, au centre d'un environnement unique, scientifique, industriel et culturel, au cœur des Alpes françaises. Au sein de l'Institut Néel, le post-doctorant rejoindra l'équipe de recherche MRS (Matériaux, Rayonnements, Structure) du département Physique LUmière Matière.

Contraintes et risques

Aucune contrainte ou risque particulier n'est lié à ce travail.