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Offre de thèse en Sciences des Matériaux : Films nanocomposites luminescents (H/F)

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

Date Limite Candidature : mercredi 11 août 2021

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Informations générales

Référence : UMR6502-MIRRIC-001
Lieu de travail : NANTES
Date de publication : mercredi 21 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Mireille Richard-Plouet
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 novembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les couches minces nanocomposites (i.e. formées de nanoparticules incluses dans une matrice) sont attractives du fait de leurs propriétés multifonctionnelles. Celles-ci dépendent de la taille et de l'environnement des nanoparticules mais aussi de leur dispersion dans la matrice. Parmi l'ensemble des facteurs gouvernant la synthèse de couches minces nanocomposites, le contrôle de la dispersion des nanoparticules dans la matrice reste à ce jour un défi de taille.
Le volet Elaboration des films nanocomposites implique ici un procédé hybride couplant un plasma radiofréquence à couplage inductif (ICP) à basse pression et l'injection pulsée d'une solution colloidale. Le sujet comporte trois volets : (i) injection des solutions de nanoparticules de ZnO préparées au LCC dans un plasma O2 et mélange O2 / vapeur organo-siliciée, (ii) mise au point les conditions pour disperser dans une matrice de silice les particules de ZnO, en lien avec le Laplace, (iii) caractérisations structurale et optique des films de composition variable pour optimiser les propriétés de photoluminescence. L'approche développée consistera à mener les études sur les films de particules seules puis dispersées au sein d'une matrice de SiO2.

Plus précisément, l'impact du plasma sur la guérison ou création de défauts en lien avec la structure des particules de ZnO et l'effet sur la réponse optique seront évalués par la mise en œuvre de diagnostics plasma et d'ellipsométrie spectroscopique in situ et des techniques de caractérisation des couches minces. Les techniques de caractérisation des matériaux disponibles à l'IMN et qui seront mises en œuvre au cours de ce travail sont les suivantes : diffraction des rayons X, spectrométrie photoélectrons X (XPS), diffusion Raman, spectrométrie FTIR, ellipsométrie (y compris in situ), microscopies électroniques à balayage (MEB), en transmission (MET), à force atomique (AFM), absorption UV-vis, photoluminescence. Pendant la thèse, le(a) doctorant(e) aura la possibilité d'effectuer des séjours de recherche, au Laplace et au LCC à Toulouse, laboratoires partenaires du projet.

Contexte de travail

L'école doctorale de rattachement est l'ED3M dont les thématiques couvrent la physique et la chimie au sens large. Plus d'informations : https://ed-3m.doctorat-bretagneloire.fr/fr/7_presentation
Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre du projet ANR LuMINA, impliquant trois laboratoires : le Laplace et le Laboratoire de Chimie de Coordination à Toulouse et l'Institut des Matériaux Jean Rouxel, IMN, à Nantes, où sera localisé le/la doctorant-e. L'IMN est une unité mixte de recherche Université de Nantes-CNRS (https://www.cnrs-imn.fr/) qui rassemble aujourd'hui plus de 130 chercheurs (chimistes, physiciens, ingénieurs des matériaux du CNRS et de l'Université de Nantes), personnels administratifs et techniques, et 90 contractuels pour la recherche.
À travers la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux, la démarche du laboratoire conduit à l'optimisation d'un large éventail de propriétés en vue d'applications ciblées.
La thèse proposée se déroulera au sein de l'équipe Plasmas et couches minces, qui mène des recherches sur le développement de procédés plasmas froids. La stratégie de recherche fait appel à d'autres procédés physico-chimiques que les plasmas seuls : sol-gel, désalliage chimique. Le sujet proposé s'inscrit dans le thème Nano-objets et nano-matériaux et fait suite à deux thèses (M. Mitronika soutenue en 2020 et S. Choutean en cours).

Contraintes et risques

Pas de risques particuliers, une information aux bonnes pratiques de laboratoire est prévue à l'arrivée de la personne recrutée.

Informations complémentaires

Le/la candidat-e devra être préférentiellement titulaire d'un Master en Sciences des Matériaux, voire en Physique ou en Chimie.
Le/la candidat-e devra posséder de solides bases en science des matériaux
(physique et chimie) et un goût pour le travail expérimental. Une expérience
en plasma ou/et une connaissance en nanomatériaux pourraient constituer un atout.
Un savoir-faire /une expérience en caractérisations structurales des matériaux/couches minces (microscopies électroniques, AFM, diffraction des rayons X) et propriétés optiques sont souhaitables.
Autre savoir-faire et savoir-être requis
- Maitrise de l'anglais
- savoir communiquer et valoriser la recherche (réalisation de poster de présentation, participation à des congrès, rédaction d'articles,...)
- savoir travailler en équipe car la thèse est partie intégrante d'un projet de recherche

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