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Doctorant H/F Synthèse hydrothermale de matériaux hybrides luminescents (chimie du solide)

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

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Informations générales

Référence : UMR6508-ELIVAN-029
Lieu de travail : CAEN
Date de publication : mercredi 29 avril 2020
Nom du responsable scientifique : Jean-Michel RUEFF
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La criticité de terres rares et leur utilisation dans des dispositifs de différents secteurs d'activités nécessite de relever le challenge qui consiste à trouver une alternative à ces éléments tout en conservant certaines de leurs propriétés uniques. Les terres rares possèdent en effet des propriétés qui conduisent à leur emploi dans différents domaines tels que la chimie, la mécanique, le magnétisme, l'optique. Dans le domaine de l'optique en particulier, la recherche de matériaux stables sans terres rares, avec une luminescence efficace est donc un défi majeur.
L'objectif de cette thèse est de réaliser des matériaux hybrides organiques-inorganiques luminescents cristallins de la famille des métallophosphonates dépourvus de terres rares à partir d'acides phosphoniques originaux. Cette classe de matériaux hybrides est largement étudiée depuis les années 1970 car elle offre la possibilité de moduler la nature et les propriétés de chaque sous-réseau la constituant et ainsi d'obtenir une combinaison de ces propriétés. Les matériaux visés présenteront une haute stabilité thermique, un rendement quantique luminescent élevé et une émission spectrale spécifique.
Pour atteindre cet objectif, nous étudierons tout particulièrement les matériaux hybrides de la famille des métallophosphonates qui présentent des propriétés d'émissions induites (AIE : Aggregation-Induced Emission) [1] ou exacerbées (AEE : Aggregation-Enhanced Emission)[2] par un phénomène d'agrégation physique. Ces phénomènes concernent l'apparition ou l'amélioration de l'émission de molécules à l'état solide lors de leur cristallisation[3] par la réduction du nombre de degrés de liberté lors du confinement de la molécule au sein de la structure[4]. C'est dans cette perspective que nous proposons de développer ce projet de recherche sélectionné et financé par le Labex EMC3 (Energy Materials and Clean Combustion Center).
[1] Luo, Xie, Lam, Cheng, Chen, Qiu, Kwok, Zhan, Liu, Zhu, Tang, Chem. Commun., 2001, 1740-1741
[2] Chang, Jiang, He, Chen, Yang, Lu, Kwok, Zhao, Qiua, Tang, Chem. Commun., 2013,49, 594-596
[3] Mei, Leung, Kwok, Lam, Tang Chem. Rev., 2015, 115, 11718−11940
[4] Bloyet, Rueff, Cardin, Caignaert, Doualan, Lohier, Jaffres, Raveau, Eurjic, 2018, 3095-3103.

Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e) pour mener à bien ce sujet multidisciplinaire et capable de travailler en collaboration avec les différents chercheurs du laboratoire impliqués dans ce projet.
Le(a) candidat(e) devra être titulaire d'un Master Recherche en Chimie du solide ou Science des matériaux ou être titulaire d'un titre d'ingénieur dans ces domaines. Une expérience en synthèse hydrothermale de matériaux hybrides et/ou résolution structurale sur monocristaux serait un atout non négligeable ainsi qu'une maîtrise (écrite et parlée) de l'anglais.

Contexte de travail

Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche entre plusieurs laboratoires de recherche soutenu par le Labex EMC3 qui comprend outre le CRISMAT deux partenaires. Celui-ci s'articule en plusieurs tâches : la préparation des précurseurs organiques, la synthèse hydrothermale de matériaux hybrides luminescents, la résolution structurale des composés, l'étude des propriétés optiques des matériaux sélectionnés. Nous proposons de couvrir les différents champs allant de la synthèse des matériaux jusqu'à l'étude et l'établissement du lien entre leurs structures et leurs propriétés de luminescence. Ainsi le(a) candidat(a) recruté(e) effectuera dans un premier temps la synthèse par voie hydrothermale des matériaux. Cette technique de synthèse (par chauffage classique ou micro-ondes) est connue pour favoriser la cristallisation des matériaux hybrides.
Dans un second temps les matériaux obtenus sous forme de monocristaux ou de poudres feront l'objet d'une étude structurale par diffraction des rayons X à température ambiante et hautes températures.
Enfin les propriétés physico-chimiques des matériaux et tout particulièrement leur stabilité thermique et propriétés de luminescence seront mises en relation et expliquées par les résultats de l'étude structurale. Pour parfaire ces caractérisations, le(a) candidat(e) recruté(e) utilisera les techniques d'analyse thermogravimétrique (ATG), d'analyse calorimétrique différentielle (DSC), d'analyse élémentaire, de spectroscopie infrarouge et UV, de microscopie électronique à balayage, ou magnétomètre à SQUID dans le cas d'éventuels composés magnétiques.
Le(a) candidat(e) recruté(e) participera également à la rédaction des rapports intermédiaires du Labex, présentations dans le cadre de congrès et articles scientifiques.

Le(a) candidat(e) effectuera sa thèse au laboratoire de Cristallographie et Sciences des Matériaux (CRISMAT-CNRS UMR 6508) qui est reconnu internationalement et qui réunit des chimistes et des physiciens du solide. Ce projet s'inscrit dans une collaboration scientifique existante depuis 5 ans entre les laboratoires CRISMAT et CIMAP de Caen qui concerne l'étude des propriétés de luminescence de métallophosphonates.
Financement : Labex EMC3

Contraintes et risques

Des déplacements de courte durée en France et à l'étranger sont à prévoir dans le cadre de congrès ou écoles thématiques.

Informations complémentaires

Merci de fournir CV, Lettre de Motivation avec deux contacts pour recommandation.

La date de recrutement est susceptible d'être reportée à la fin de la période de confinement.

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