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Extraction et stockage d'énergie dans une seule molécule sur une surface (H/F)

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Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 6 septembre 2022

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General information

Reference : UPR8011-CHRJOA-001
Workplace : TOULOUSE
Date of publication : Tuesday, July 5, 2022
Type of Contract : FTC Scientist
Contract Period : 12 months
Expected date of employment : 2 January 2023
Proportion of work : Full time
Remuneration : Entre 2600 et 3000 euros brut selon experience
Desired level of education : Higher than 5-year university degree
Experience required : 1 to 4 years

Missions

Il s'agit de construire et d'optimiser une expérience nouvelle UHV basse température pour mesurer comment un assemblage moléculaire (jusqu'à une seule molécule) peut extraire de l'énergie d'une surface métallique préparée à l'échelle atomique et caractérisée par microscopie à effet tunnel basse température.
Une configuration avec un micro bras de levier silicium bimétallique (détection dynamique puis si possible statique pour les applications potentiels) sera construite dans l'UHV pour mesurer la puissance capturée par la ou les molécules à partir de la surface dans une généralisation d'une expérience de 1994
(J.K. Gimzewski, Ch. Gerber, E. Meyer, R.R. Schlittler, Chem. Phys. Lett., 217, 589 (1994))

Activities

Activité expérimentale de construction d'une nouvelle expérience UHV basse température. On poussera ensuite la sensibilité de détection jusqu'au point où l'énergie infime pompée par une seule molécule lors de sa rotation (ou changement de conformation) devient détectable. Cette activité sera accompagnée au jour le jours par un ingénieur d'études du laboratoire.

Skills

Le(a) candidat(e) doit être titulaire d'un doctorat en physique instrumentale avec une solide expérience en science des surfaces, en cryogénie, en instrumentation ultra-sensible et en microscopie à effet tunnel basse température.

Work Context

Une seule molécule tournant dans un seul sens sur une surface métallique ultra-propre extrait de l'énergie thermique de cette surface pour sa rotation. Des molécules bien conçues peuvent même faire plus et maintenir cet état de rotation pendant quelques temps comme si cette énergie pompée était stockée dans certains degrés de liberté mécaniques collectifs particuliers de la molécule. Ce stockage résulte d'un effet de constriction intramoléculaire sur la surface d'énergie potentielle de son état fondamental mélangée à ses premiers états excités (F. Eisenhut and all, Nanoscale, 13, 16077 (2021).
Le travail de recherche se déroulera dans le groupe Nanosciences du CEMES-CNRS dans un environnement instrumental unique de UHV-LT STM, LT-UHV 4-STM et LT-UHV Nc-AFM. Il s'agira de contribuer à la nouvelle chasse au Démon Maxwell (de nos jours ouverte à l'échelle atomique), en apportant aussi son expertise, sa créativité et son enthousiasme pour la conception de molécule-rotors dans l'environnement scientifique riche du projet ESiM (2022-2026) regroupant des partenaires français, allemands, néerlandais et espagnols. Des missions en Hollande et en Allemagne sont à prévoir pour synchroniser la chaine expérimentale entre Toulouse, Gröningen et Dresde.

Additional Information

Le projet "Energy Storage in Molecule(s)": ESiM (2022-2026) est un nouveau projet europeen de "l'Energy Storage Thematic Portofolio" sous la bannière EIC de la Commission Européenne.
Les projets regroupés dans ce portofolio partagent une envie profonde de rupture qui vise à réduire les déséquilibres entre la production et la consommation d'énergie sur une large plage de durées (de la milliseconde au stockage inter-saisonnier) et à long terme avec des solutions allant du micro (embarquées) aux solutions centralisées de grande taille.
Le développement de solutions innovantes de stockage d'énergie est l'une des solutions clés pour décarboner le secteur de l'énergie et faciliter l'intégration des énergies renouvelables intermittentes dans les systèmes sources.

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