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Doctorant (H/F) en chimie de coordination

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Informations générales

Référence : UMR5256-AUDDEM-002
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : lundi 11 mai 2020
Nom du responsable scientifique : Aude Demessence
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Polymères de Coordination à Changement de Phase pour le stockage de l'information

Pour répondre à la demande exponentiellement grandissante de l'enregistrement des données, diverses technologies de stockage de l'information sont en cours de développement. Les mémoires électriques à changement de phase (PCRAM : Phase Change Random Access Memory) sont reconnues comme étant très prometteuses pour s'imposer comme la prochaine génération de mémoires non-volatiles, du fait de leurs excellentes vitesses de fonctionnement et endurance. Le principe de ces PCRAM, repose sur la transition réversible avec la température d'un matériau entre ses phases amorphes et cristallines qui permet l'écriture et l'effacement; la lecture exploitant le contraste de résistivité entre ces deux phases. Les matériaux utilisés pour ce type de stockage sont des chalcogénures, toutefois, ces systèmes inorganiques présentent encore des limites, notamment des températures de transition élevées, autour de 600°C, et une miniaturisation limitée due à leur friabilité intrinsèque.1 Ainsi objectif de cette thèse est d'utiliser les polymères de coordination à changement de phase (PCCP), une famille de matériaux hybrides émergeante dont l'étude a été initiée par Horike et Demessence.2 L'utilisation de PCCP est une véritable rupture technologique dans le stockage de l'information. L'ordre et le désordre structural sous l'action d'un stimulus physique entre ces PC cristallins et amorphes amènent à des propriétés physiques distinctes, notamment en terme de luminescence et de conductivité. Un des premiers systèmes de PCCP efficace concerne les chalcogénates de métaux monétaires,3 ainsi le thiophénolate d'or passe d'une phase amorphe non émissive à une phase cristalline émissive dans le rouge par chauffage à 190°C.2b L'apparition de l'émission lors de la cristallisation est due à la formation de liaisons aurophiliques. Une autre famille de composés développés dans le groupe de Horike, sont des PCCP à base d'azolates et de métaux divalents. Ces composés ont montré des propriétés de conductivité distinctes entre les phases et une très bonne réversibilité par chauffage et broyage.4 Le but de cette thèse consistera à développer de nouveaux PCCP multifonctionnels et commutables pour étudier leur réelle capacité comme composants intégrés pour le stockage d'information par rapport aux chalcogénures inorganiques étudiés. Sur la base des résultats préliminaires communs entre cette collaboration franco-japonaise,5 les objectifs de cette thèse sont (i) synthétiser des nouveaux PCCP multifonctionnels à base de métaux monétaires d10 luminescents, tel que le cuivre et l'argent et de ligands mixtes thiols/azoles pour induire des propriétés de conductivité, (ii) fabriquer des films de ces PCCP, soit par pression de la phase amorphe (formation de verre), soit par trempe de la phase cristalline et (iii) évaluer la réversibilité et le domaine de transition. Le travail précurseur effectué par les équipes françaises et japonaises et leur expertise dans les PCCP assurent une formation très riche pour le futur candidat dans le domaine des matériaux au sein d'une collaboration fructueuse. La mise à jour d'un nouveau système de stockage de l'information très prometteur sera propice à de nombreuses retombées sociaux-économiques.



1(a) M. Wuttig; N. Yamada, Nat Mater, 2007, 6, 824; (b) R. E. Simpson; P. Fons; A. V. Kolobov; T. Fukaya; M. Krbal; T. Yagi; J. Tominaga, Nature Nano, 2011, 6, 501.
2(a) S. Horike; W. Chen; T. Itakura; M. Inukai; D. Umeyama; H. Asakura; S. Kitagawa, Chem. Commun., 2014, 50, 10241; (b) C. Lavenn; L. Okhrimenko; N. Guillou; M. Monge; G. Ledoux; C. Dujardin; R. Chiriac; A. Fateeva; A. Demessence, J. Mater Chem. C, 2015, 3, 4115.
3 O. Veselska; A. Demessence, Coord. Chem. Rev., 2018, 355, 240.
4 T. D. Bennett; S. Horike, Nature Rev. Mater., 2018, 3, 431.
5(a) S. S. Nagarkar; S. Horike; T. Itakura; B. Le Ouay; A. Demessence; M. Tsujimoto; S. Kitagawa, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 4976; (b) T. Itakura; H. Matsui; T. Tada; S. Kitagawa; A. Demessence; S. Horike, Chem. Sci., 2020, 11, 1538.

Contexte de travail

La thèse se déroulera au sein de l'équipe CDFA: https://www.ircelyon.univ-lyon1.fr/team/cdfa/

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