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Offre de thèse : (H/F) Développement d'un capteur métallique multi-nanostructuré à détection SERS

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR6283-JEABAR-001
Lieu de travail : LE MANS
Date de publication : mercredi 30 octobre 2019
Nom du responsable scientifique : Jean-François Bardeau
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 décembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le rejet constant de polluants dans l'environnement et leurs présences dans la chaine alimentaire constituent une menace pour l'équilibre de nos écosystèmes et pour la santé publique. La gestion de la qualité de l'eau sur le long terme est devenue un nouvel enjeu sociétal. Plus que jamais, l'analyse de l'eau nécessite de développer des technologies innovantes spécifiques et sensibles permettant la détection et la quantification de substances en faible concentration dans des milieux complexes. Dans ce contexte, nous avons mis au point et breveté récemment une méthode originale de structuration de substrats SERS (Surface-Enhanced RAMAN Spectroscopy) basée sur de la lithographie douce. L'avantage avéré de cette méthodologie repose sur le contrôle et la reproductibilité des motifs nanostructurés ainsi que la stabilité dans le temps des facteurs d'exaltation optiques des substrats.
Le premier volet de la thèse consistera à étudier les réponses optiques de différentes nanostructures élaborées sur les mêmes substrats métalliques afin de déterminer quels types d'architecture 3D peuvent assurer à la fois une exaltation efficace et sélective dans le domaine visible [400, 780nm] du signal RAMAN. Parallèlement, le(a) doctorant(e) sera initié(e) à des simulations via COMSOL afin d'estimer et de prévoir la variation du facteur d'exaltation du champ électrique induit localement pour différents types de nanostructure lors de l'excitation optique des plasmons de surface. Ces résultats théoriques seront alors confrontés aux résultats expérimentaux acquis au CEA (SPEC, Saclay) en microscopie de photoémission d'électrons (PEEM), une technique unique de cartographie à haute résolution spatiale permettant de révéler la distribution du champ proche optique à l'échelle nanométrique. La combinaison de ces trois approches permettra de sélectionner certaines nanostructures 3D pour valider le concept de détection de molécules modèles faiblement concentrées puis de détection simultanée de plusieurs polluants (pesticides, polluants émergents) dans des mélanges sur différentes plages de concentration à l'aide d'un seul capteur SERS.

Contexte de travail

Laboratoires :
* Equipe PIMS de l'Institut des Molécules et Matériaux du Mans - IMMM UMR CNRS 6283 (Le Mans Université)
* Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)– IRAMIS-CEA Saclay

Contraintes et risques

Aucune

Informations complémentaires

Profil recherché : Master 2 recherche ou école d'ingénieur avec spécialisation en Physique/optique ou Physique/Chimie des matériaux avec un goût prononcé pour le travail expérimental en équipe.
Le(a) candidat(e) devra justifier d'une expérience en microscopie optique, AFM, imagerie Raman et analyses spectrales.

Le poste sera basé au Mans mais la personne recrutée devra effectuer des séjours sur le site de Saclay.

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