Description du sujet de thèse

Ce projet vise à répondre à la question de savoir comment les aspects spatiotemporels des champs électromagnétiques externes peuvent être utilisés pour manipuler les structures topologiques des cristaux liquides dans le temps et l'espace. Ce projet est construit à l'intersection des domaines de recherche sur la matière molle, la matière active et la photonique. Des particules (soit des inclusions physiques - colloïdes, soit des structures d'orientation) seront incorporées dans des échantillons de cristaux liquides et manipulées ultérieurement par des champs électromagnétiques externes structurés dans le temps et l'espace. En particulier, la lumière structurée, les champs électriques et magnétiques seront appliqués. La dynamique et l'interaction entre les particules seront étudiées en utilisant la polarimétrie résolue spatialement et l'imagerie haute vitesse dans le domaine optique. Une grande variété d'interactions dynamiques entre les particules et de comportements émergents sont attendus et seront étudiés. De plus, ce projet expérimental vise à apporter de nouvelles opportunités pour la structuration reconfigurable à la demande du champ directeur de cristaux liquides enrichi par la présence d'inclusions dynamiques. Cela signifie que la combinaison de la dynamique des particules avec le champ d'excitation externe jouera un rôle clé dans la réorientation des cristaux liquides. L'objectif du projet est double : (i) explorer les fondamentaux de la formation de motifs dynamiques et de la structuration topologique dynamique induite par les champs externes dans les cristaux liquides, et (ii) ouvrir la voie à la réalisation d'actionneurs et de circuits mous auto-assemblés pour le transport de particules dans les cristaux liquides.

Contexte de travail

Le candidat au doctorat (H/F) établira des protocoles expérimentaux pour structurer des champs d'excitation externes de diverses natures sur mesure dans le temps et dans l'espace. Par exemple, en utilisant une combinaison d'éléments optiques polarisants, le champ lumineux sera façonné à la fois dans le temps et dans l'espace pour préparer diverses excitations lumineuses structurées. Des approches originales seront également utilisées pour adapter les champs quasi-statiques électriques et magnétiques. Les champs structurés seront appliqués aux échantillons de cristaux liquides et les phénomènes dynamiques seront observés et analysés. Le candidat (H/F) sera guidé par les deux co-directeurs de thèse (Nina Kravets et Etienne Brasselet) dans le groupe d'accueil Singular et acquerra à la fois des compétences théoriques et expérimentales en matière des aspects dynamique de cristaux liquides, façonnage de faisceaux laser, de polarimétrie, de topologie de la lumière et de la matière. Le candidat (H/F) bénéficiera également de l'environnement interdisciplinaire du LOMA grâce à une interaction constante avec des experts en recherche expérimentale et théorique dans les domaines de la matière molle, matière active et de la photonique.