Doctorant (H/F): structure et propriétés des agrégats et des nanoparticules mono- et bimétalliques

Description du Poste

Sujet De Thèse

Établir un lien entre la structure atomique et chimique des agrégats métalliques et des nanoparticules et leurs propriétés électroniques est essentiel pour la compréhension fondamentale des matériaux nanostructurés. Cette thèse aborde cette corrélation dans deux contextes étroitement liés :
1) Les nanoparticules bimétalliques sont largement utilisées dans diverses applications, telles que la catalyse, et leurs propriétés physico-chimiques dépendent fortement de leur configuration chimique, c'est-à-dire du fait que les métaux se mélangent ou ségrègent. Dans la plupart des cas, on ignore quelle est la configuration chimique adoptée à l'état fondamental et comment celle-ci évolue lorsqu'elles sont exposées à des conditions réactives (oxydantes, réductrices).
2) Pour les petits clusters (inférieur à 100 atomes), il faut tenir compte, avec une précision atomique, du rôle de la surface du cluster et des réactions chimiques détaillées à son interface avec un environnement donné. L'impact des liaisons chimiques localisées entre un cluster métallique et un environnement d'oxyde ou des molécules réactives sur sa structure électronique n'est pas encore bien compris et constitue un véritable défi tant sur le plan expérimental que théorique.
L'objectif de ce projet de thèse est d'étudier ces thèmes en combinant la spectroscopie optique avec la microscopie électronique à transmission (MET) et des techniques spectroscopiques dérivées. Ces dernières permettent de déterminer quantitativement la distribution spatiale des éléments au sein de nanoparticules uniques. Les agrégats étudiés (Ag, Au, alliages tels que AuPd ou NiAg) présentent tous des résonances de plasmon de surface, qui servent d'empreinte digitale de la structure électronique de la particule. La dépendance de la résonance plasmonique vis-à-vis des conditions environnementales, en particulier, apporte des informations précieuses.

https://www.pepr-diadem.fr/projet/nacre/
Moreira, M. et al., Small 2411151 (2025), https://doi.org/10.1002/smll.202411151.
Moreira, M. et al., J. Chem. Phys. C 127, 17828 (2023) https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c03200.
É. Camus, Faraday Discuss. 242, 478 (2023) https://doi.org/10.1039/D2FD00109H.
A. Campos, et al., Nature Physics 15, 275-280 (2019), https://doi.org/10.1038/s41567-018-0345-z.

Votre Environnement de Travail

L'objectif du projet NACRE (financé dans le cadre du PEPR DIADEM) est d'étudier des nanoparticules bimétalliques fabriquées physiquement et sans surfactants et dans des états contrôlés (état chimique fondamental, sous conditions environnementales, etc.) en utilisant différentes techniques de microscopie électronique à transmission. Les données expérimentales sont ensuite traitées à l'aide de diverses techniques d'apprentissage automatique, à la fois non supervisées et supervisées, afin d'extraire la distribution spatiale des éléments chimiques.
Le projet GNOME (financé par l'ANR) porte sur l'étude de l'influence de l'environnement sur la réponse plasmonique de petits agrégats de métaux noble.
Le doctorant sera chargé de fabriquer des agrégats métalliques et des nanoparticules à l'aide de techniques physiques. Les sources d'agrégats métalliques issues de la pulvérisation magnétron ou de la vaporisation laser, suivies d'une agrégation en phase gazeuse et d'une sélection massique, permettent d'obtenir des échantillons nanostructurés de haute définition. Les nanoparticules sont ensuite étudiées par microscopie électronique à transmission (MET) et par spectroscopie optique de résonance plasmonique de surface, in situ et dans des conditions environnementales.
Le/la candidat.e au doctorat doit posséder de solides connaissances en physique et/ou chimie à l'échelle nanométrique. Une expérience en spectroscopie optique et/ou microscopie électronique est souhaitée.

L’institut Lumière Matière (iLM) est une unité de recherche CNRS-Université Lyon 1 localisée sur le campus Lyon Tech La Doua. Avec plus de 320 collaborateurs dont une centaine de doctorants et post-doctorants, l’iLM est un acteur majeur de la recherche en physique et chimie sur la région Auvergne Rhône Alpes, reconnu internationalement pour l’excellence de sa recherche.
Le continuum entre la recherche fondamentale, la réponse aux grands défis sociétaux et l’innovation est au cœur de la démarche de cette unité. L’ensemble du personnel s’engage pour promouvoir l’excellence et une recherche éthique et responsable.

Rémunération et avantages

Rémunération

2 300€ brut mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

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Transport

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Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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