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H/F Doctorant-e: Matériaux photovoltaïques à haute performance à partir de nanoblocs de construction

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

Date Limite Candidature : mercredi 20 octobre 2021

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Informations générales

Référence : UMR7325-BENSCI-001
Lieu de travail : MARSEILLE 09
Date de publication : mercredi 29 septembre 2021
Nom du responsable scientifique : Dr. Beniamino Sciacca
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 décembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La découverte, le traitement et l'assemblage de (nouveaux) matériaux ont permis de poser des jalons dans l'évolution de l'humanité, de la société et de la technologie depuis la préhistoire. C'est particulièrement vrai aujourd'hui à l'ère de l'(opto)électronique, qui doit son succès à la maîtrise fine des matériaux à l'échelle nanométrique. Parmi ces dispositifs, les cellules solaires jouent un rôle sociétal essentiel car elles sont nécessaires pour passer des combustibles fossiles à une nouvelle ère durable. Pour que cela se produise rapidement, l'efficacité doit augmenter et les coûts doivent baisser. La qualité des matériaux employés est particulièrement importante, c'est pourquoi des matériaux monocristallins (sans joints de grains) sont nécessaires pour atteindre les performances les plus élevées possibles. Malheureusement, la réalisation de tels matériaux/dispositifs fonctionnels monocristallins nécessite des processus coûteux de nanofabrication en plusieurs étapes, limitant ainsi les matériaux pouvant être utilisés dans des dispositifs les plus performants. Par conséquent, de nouvelles approches novatrices sont nécessaires.
Le traitement de la solution permet la synthèse facile de nanomatériaux monocristallins de haute qualité, tels que les nanocubes, avec un contrôle exquis sur la forme, la taille et la composition du matériau, à basse température (bien en dessous du point de fusion). Les progrès dans la synthèse et la manipulation de tels matériaux à l'échelle nanométrique ont permis des percées dans l'optoélectronique et la technologie énergétique, bien qu'un écart soit resté longtemps entre les matériaux à l'échelle nanométrique et les matériaux macroscopiques. En effet, ces nanocristaux peuvent être organisés en nanomotifs ou en films, mais produisant un matériau discontinu. Notre groupe a lancé une nouvelle stratégie pour obtenir des matériaux de haute qualité par nanosoudage épitaxié à basse température de blocs de construction de nanocubes auto-assemblés, résultant en des objets monocristallins continus. Il s'agit d'un formidable pas en avant pour la réalisation de matériaux de haute performance pour les cellules solaires à faible coût.
L'objectif de ce projet est de faire passer ce concept à un niveau supérieur pour intégrer différentes couches monocristallines (nanopatternées) dans des dispositifs de cellules solaires fonctionnels. Ces expériences permettront d'apporter des informations inédites à l'échelle nanométrique sur les mécanismes impliqués dans le processus, et d'élucider le rôle des interactions avec l'environnement physico-chimique.
Vous apprendrez des approches de chimie de synthèse, la manipulation de nanocristaux via des forces capillaires, des stratégies de nanofabrication (spin-coating, lithographie par faisceau électronique, gravure), diverses techniques pour l'optique (microscopie, spectroscopie d'absorption, photoluminescence), chimique (FTIR, Raman, EDX ) et la caractérisation structurelle (MEB, MET, diffraction des rayons X). Vous développerez de nouvelles approches pour assembler des nanomotifs monocristallins dans des dispositifs de cellules solaires et des métasurfaces.

Contexte de travail

Le groupe possède une solide expérience en chimie de synthèse, fonctionnalisation de surface, nanophotonique, nanofabrication, dispositifs photovoltaïques à l'échelle nanométrique, et dans la caractérisation des propriétés optiques, structurelles, électriques et chimiques des matériaux. L'environnement d'hébergement est doté d'installations à la pointe de la technologie en nanofabrication et en caractérisation des matériaux.
Profil attendu :
Nous recherchons un physicien expérimental ou un chimiste ou un ingénieur exceptionnel, passionné par les nanosciences, motivé par la recherche interdisciplinaire et avec une forte volonté d'exceller dans un environnement international compétitif.
Merci d'adresser votre candidature avec CV, lettre de motivation et notes d'examen au Dr Beniamino Sciacca à beniamino.sciacca@univ-amu.fr
Le poste est conçu comme un emploi à temps plein pour une durée de trois ans. Le candidat retenu débutera à l'automne 2021. Le projet, financé par l'ANR, est coordonné par le Dr Beniamino Sciacca.

Le superviseur :
B. Sciacca, promoteur de ce projet de thèse, est chercheur CNRS à temps plein depuis 2019. Il construit une équipe autour des matériaux nanométriques pour le photovoltaïque. Il possède une solide expérience en chimie de synthèse, fonctionnalisation de surface, nanophotonique, nanofabrication, dispositifs photovoltaïques à l'échelle nanométrique, et dans la caractérisation des propriétés optiques, structurelles, électriques et chimiques des matériaux. Il a montré pour la première fois que les nanocubes d'argent peuvent être soudés par épitaxie à basse température, ouvrant de nouveaux horizons pour la fabrication de matériaux monocristallins de haute qualité. Plus d'informations sur http://www.cinam.univ-mrs.fr/sciacca/pro_perso/

Contraintes et risques

Non

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