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Doctorant.e H/F . "Optimisation des propriétés thermoélectriques et optoélectroniques de matériaux chalcogénures 2D par texturation"

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

Date Limite Candidature : vendredi 8 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR6502-STEJOB-002
Lieu de travail : NANTES
Date de publication : vendredi 17 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Stephane Jobic / Laurent Cario / David Berthebaud
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les composés solides à base de chalcogénures ont une certaine propension à cristalliser dans des structures bidimensionnelles. Il en va ainsi de BiOCuQ (Q = S, Se et Te) ou les composés à misfit du type (LaS)1.14(TS2) (T = Cr , Nb, ...) qui présentent une large gamme de propriétés et de fonctionnalités (thermoélectricité, optoélectronique, supraconductivité...). Ces propriétés peuvent être modulées par dopage, mais il est également possible de tirer profit de leur forte anisotropie pour optimiser leurs caractéristiques physiques (e.g. mobilité des porteurs de charge) en ajustant leur texturation.
Les techniques de texturation habituellement utilisées en chimie des matériaux sont le frittage de poudres sous pression uniaxiale et le procédé de forgeage à chaud. Ces méthodes, assez simples à mettre en œuvre, ne permettent néanmoins qu'un faible contrôle de l'orientation des particules. Ici, le (la) doctorant(e) utilisera des techniques innovantes de texturation des matériaux, notamment le procédé de texturation sous champ magnétique par coulée en barbotine d'une suspension. L'application d'un tel champ permettra de forcer l'orientation des particules en suspension le long de leur axe d'aimantation facile, et donc de contrôler la texture finale du matériau. La préparation de suspensions stables avec des particules individuelles se couplant de manière optimale avec le champ magnétique, est un aspect clef pour l'utilisation de la technique précitée. L'optimisation de ce procédé se fera au Japon en collaboration avec le Prof. Tohru S. Suzuki du laboratoire NIMS qui dispose d'un parc d'équipements appropriés (aimants supraconducteurs modulaires, orientables et rotatifs, qui permettent notamment la synthèse de grands échantillons) pour ce type de réalisations. L'IMN a lui une longue expérience de la chimie des chalcogénures et de la caractérisation de leurs propriétés optoélectroniques.
Le(a) doctorant(a) recruté(e) sera affecté à l'IMN. Il aura accès à toutes les techniques nécessaires à la synthèse de matériaux chalcogénures (banc de sulfuration, mécano-synthèse, synthèse solvo-thermale, etc) sous forme de particules de taille appropriée pour la préparation de dispersions stables nécessaires au processus d'alignement sous champ. Il (elle) sera amené(e) à faire de nombreux séjours au LINK (laboratoire de recherche international Saint-Gobain/CNRS/NIMS) pour la mise en forme de ses échantillons, et la détermination des propriétés thermoélectriques des matériaux texturés.

Contexte de travail

La bourse de thèse est une THESE INTERNATIONALE financée par le CNRS dans le cadre d'une collaboration entre l'IMN, Nantes (UMR 6502, https://www.cnrs-imn.fr/) et le LINK, Tsukuba (IRL 3629, https://link.cnrs.fr/).
Dans le cadre de ce projet, l'étudiant sera formé à l'IMN sous la supervision de Stéphane Jobic (groupe MIOPS) et Laurent Cario (groupe PMN) sur la synthèse et la caractérisation de chalcogénures stratifiés. Au LINK, l'étudiant sera supervisé par David Berthebaud et travaillera en étroite collaboration avec le Pr. Tohru Suzuki pour être formé au processus de texturation sous champ magnétique. Il/elle aura également accès aux installations de pointe du NIMS pour caractériser les propriétés de ses matériaux (thermoélectriques, optoélectroniques...). Une mobilité (6-12 mois) entre la France et le Japon est prévue pour la réalisation de ce projet.

L'étudiant(e) sera inscrit(e) à l'école doctorale 3M (Matière, Molécules et Matériaux) de Nantes Université.

Contraintes et risques

utilisation de la diffraction des rayons X pour la caractérisation structurale des matériaux synthétisés
synthèse de matériaux nanostructurés
orientation de particules en suspension sous champ magnétique

Informations complémentaires

Le (la) candidat(e), titulaire d'un M2 et/ou d'un diplôme d'école d'ingénieur, devra avoir une formation solide en science des matériaux avec un goût prononcé pour la synthèse, la caractérisation structurale, les propriétés physiques (mesures thermoélectriques, magnétisme, propriétés optiques) et le lien structure-propriétés. Il (elle) devra faire preuve de précision et de soin dans la réalisation et l'interprétation des expériences. Des facilités pour l'expression orale et écrite ainsi qu'un bon relationnel seront des atouts. Un bon niveau d'anglais est requis. Le candidat doit envoyer un CV détaillé, ainsi qu'une lettre de motivation

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