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H/F Doctorant-e en Chimie de Surface/Polissage

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

Date Limite Candidature : mercredi 18 mai 2022

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Informations générales

Référence : UMR7326-ANAMEK-032
Lieu de travail : MARSEILLE 13
Date de publication : mercredi 27 avril 2022
Nom du responsable scientifique : Marc FERRARI
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Thèse de doctorat : Optimisation des procédés de chimie de surface pour miroirs hyper-polis.
Si les techniques de polissage actuelles peuvent permettre de fabriquer des surfaces optiques complexes (asphériques) avec moins de 2nm de moyenne quadratique de défaut de surface, elles doivent encore être améliorées. Pour atteindre les objectifs scientifiques précédemment cités, il faut pouvoir fabriquer des miroirs dans la gamme de taille de 1.0m, avec une erreur de surface inférieure à 1nm « Peak-to-Valley » correspondant à quelques couches atomiques, et une microrugosité de l'ordre de 1 Å de moyenne quadratique.
Pour atteindre ce niveau de précision, les techniques de polissage « sans contact » semblent les plus appropriées. Dans ce type de procédé, l'un des éléments clés à étudier, en étroite collaboration avec l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier, est la composition et les caractéristiques des solutions colloïdales, et leur interaction avec la surface des miroirs. Des solutions colloïdales optimisées de diverses nanoparticules d'oxydes (SiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2, …) devront être synthétisées et entièrement caractérisées au sein de l'ICGM, puis mises en œuvre dans les processus de polissage chez Winlight et au LAM.
Le travail consistera à optimiser les solutions colloïdales pour le silicium mais aussi pour les verres utilisés en astrophysique (Silica, Zerodur) : minimisation des dommages en sous-surface, optimisation du « Material Removal Rate » (MRR), optimisation de la microrugosité. Les paramètres à optimiser sont la taille, la composition chimique et l'état de surface des nanoparticules, les additifs des solutions colloïdales (sels, tensioactifs) ainsi que leur pH et leur viscosité.
La mise en œuvre des solutions colloïdales dans les procédés de polissage se fera au sein des ateliers de polissage déjà existants au LAM et Winlight. Les résultats concernant les paramètres de qualité de surface obtenus seront analysés au sein des laboratoires de métrologie du LAM, de l'ICGM et de Winlight (microscope électronique, AFM, diffraction des rayons X, XPS, …).

Contexte de travail

Aujourd'hui, la préparation de la prochaine génération d'instruments de physique et d'astrophysique nécessite de relever des défis techniques dans la fabrication optique, notamment en termes de défauts de surface.
Alors que les défauts de surface des miroirs à rayons X doivent être minimisés pour atteindre un niveau plus élevé de concentration d'énergie à la sortie des lignes de faisceau des synchrotrons, les futures missions spatiales pour l'imagerie d'Exo-Terres nécessiteront des optiques extrêmement précises pour minimiser les tavelures dans l'image et atteindre un contraste étoile/planète de 109.
Pour relever ce défi, le LAM et Winlight Systems ont établi un partenariat dans le cadre d'un programme ANR Labcom, et collaborent conjointement avec l'Institut Charles Gerhardt.

Contraintes et risques

Des déplacements/séjours fréquents sont à prévoir entre l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), le LAM et Winlight à Marseille et Pertuis.
Les risques liés à la manipulation des nanoparticules feront l'objet de formations spécifiques à la sécurité (respect des règles d'hygiène et de sécurité et de la réglementation en vigueur dans les laboratoires).

Informations complémentaires

Le travail se déroulera principalement à l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM) avec des déplacements/séjours fréquents dans les locaux du LAM et de Winlight à Marseille et Pertuis.
L'inscription en thèse de Doctorat se fera à l'Université de Montpellier, à l'École Doctorale « Sciences Chimiques Balard – ED459 ».

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