Description du sujet de thèse

La conception précise de matériaux photoluminescents avec des couleurs d'émission bien définies est essentielle pour de nombreuses applications, notamment la technologie des LED, la biomédecine, les télécommunications et la lutte contre la contrefaçon. Dans certains cas, il est crucial de maintenir une couleur stable malgré des variations des conditions environnementales. Par exemple, dans la technologie des LED, les les matériaux photoluminescents doivent conserver leur couleur d’émission à différentes températures et longueurs d’onde d’excitation. À l’inverse, certaines applications tirent avantage de matériaux qui présentent des changements de couleur de photoluminescence importants en réponse à des stimuli spécifiques. Cela est particulièrement utile pour les thermomètres photoluminescents en biomédecine, où la couleur d'émission varie avec la température, ou encore pour la lutte contre la contrefaçon, où les matériaux affichent des couleurs distinctes sous différentes longueurs d'onde d'excitation.
Les matériaux à haute entropie (HEMs) représentent une classe de matériaux fascinante et en rapide évolution, suscitant un intérêt croissant en science des matériaux. Leur structure unique, caractérisée par un haut degré de désordre où plusieurs éléments occupent le même site cristallographique, confère à ces matériaux des propriétés exceptionnelles telles qu'une résistance mécanique accrue, une stabilité à haute température et une excellente résistance à la corrosion. Cependant, les propriétés de photoluminescence de ces matériaux restent largement inexplorées malgré leur potentiel pour de nombreuses applications.
Dans le cadre du projet ANR AI-Unclon, l’objectif du doctorant sera d'utiliser une plateforme robotisée et des outils d'apprentissage automatique (ML) pour préparer de nouveaux matériaux inorganiques de manière automatisée à haut débit. Les données collectées seront utilisées pour prédire et simuler l'évolution des couleurs de photoluminescence en fonction de la composition des matériaux à haute entropie. Ces matériaux, qui présentent une variabilité de leurs émissions selon l’énergie d’excitation et des changements significatifs de leurs propriétés de luminescence selon les conditions de synthèse, sont particulièrement prometteurs pour des applications telles que la lutte contre la contrefaçon, l’éclairage LED et les dispositifs d’affichage.
Au sein de l'Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel, le doctorant sera chargé de collecter et d'analyser des données expérimentales à l'aide d'une plateforme robotisée dédiée à la synthèse et à la caractérisation de matériaux inorganiques. Ce poste offre une opportunité unique d'acquérir une expérience interdisciplinaire en science des matériaux et en intelligence artificielle.

Contexte de travail

L'Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel (https://www.cnrs-imn.fr/) rassemble plus de 150 chercheurs et doctorants. 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, telles que les cellules photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies ou encore les matériaux pour l'optique tels que les LEDs. L'équipe MIOPS dans laquelle s'effectuera le travail est spécialisée en synthèse et caractérisation de matériaux inorganiques et hybrides organique-inorganique avec des propriétés optiques, optoélectroniques, ou magnétiques. Le contrat est financé par l’ANR.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.