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Thèse sur le transport ionique dans des nanotubes de carbone métalliques et semi-conducteurs (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5152-MANMAN-001
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mercredi 8 mai 2019
Nom du responsable scientifique : Manoel Manghi
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le transport d'électrolytes dans les nanopores individuels est un sujet d'étude très actuel car ils constituent un système modèle polyvalent pour des applications telles que la nanofiltration, la conversion électro-hydraulique et la détection de molécules individuelles.
Les nanotubes de carbone (NTC) sont parmi les matériaux les plus prometteurs pour le transport ionique en raison de leur rayon nanométrique et de leur rapport d'aspect très élevé. D'autres propriétés spécifiques intéressantes sont la très faible friction fluide au niveau de leur paroi et leur sélectivité potentielle pour un type spécifique d'ions grâce au contrôle de la nature et la charge des fonctions chimiques à leurs extrémités.
Le travail de cette thèse de doctorat consiste à modéliser le transport ionique afin de comprendre les résultats expérimentaux et à développer des outils théoriques pour tenir compte des propriétés spécifiques des NTC.
Cette modélisation théorique sera développée dans trois directions qui sont centrales pour les expériences : (i) le cas où la surface du nanopore est conductrice ou semi-conductrice et avec des extrémités fonctionnalisées; (ii) le cas où la charge surfacique est distribuée de manière discrète au lieu d'être homogène, afin de modéliser les blocages ioniques de Coulomb; (iii) l'extension de notre approche de théorie des champs] pour prendre en compte plus proprement les corrélations ioniques et la formation de paires, importantes dans les pores très étroits.

Contexte de travail

Cette thèse théorique s'effectuera au Laboratoire de Physique Théorique dans l'équipe PhyStat, en étroite collaboration avec des expérimentateurs du Laboratoire Charles Coulomb de Montpellier. Cette thèse (3 ans) est financée par le projet ANR IONESCO} Coupling between ionic and electronic transport in single-walled carbon nanotubes (2019-2022).
Les techniques utilisées sont celles de la physique statistique hors-équilibre et des approches de théorie statistique des champs. L'utilisation de logiciels de méthodes numériques (éléments finis) pourra également être nécessaire.

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