Doctorant (H/F) en Couplage de la microscopie électronique ultrarapide et environnementale pour résoudre la dynamique charge-réseau

Description du Poste

Sujet De Thèse

L'objectif principal de cette thèse est de développer et de valider une méthodologie innovante qui relie la microscopie électronique en transmission ultrarapide (UTEM) et la MET environnementale à l'aide de porteéchantillons in situ chauffants et sous gaz. Une fois réalisée, cette méthode expérimentale de pointe offrira un accès sans précédent à la dynamique chimique à l'échelle nanométrique dans les matériaux pour l'énergie, en ciblant spécifiquement des processus tels que la production photo-catalytique d'hydrogène ou la conversion du CO2.
La conversion d'énergie au sein des systèmes chimiques à l'échelle nanométrique est une cascade d'événements hautement dynamiques. Une réaction commence par un transfert de charge ultrarapide (picosecondes), évolue à travers des événements d'oxydoréduction transitoires (microsecondes à millisecondes) et aboutit finalement à la restructuration atomique macroscopique du matériau (minutes à heures).
La motivation principale de ce projet est de relier ces échelles de temps bien distinctes en déclenchant des réactions dynamiques à l'aide de photons et de gradients de potentiel chimique. Ce faisant, nous visons à découvrir les mécanismes couplés de la dynamique de la charge et du réseau. En utilisant des oxydes réductibles (tels que TiO2 et CeO2) et des interfaces métal-oxyde comme systèmes modèles, nous étudierons comment le mouvement fondamental d'un électron entraîne directement la distorsion physique et la restructuration éventuelle du réseau atomique. Les différentes étapes du projet sont décrites ci-dessous :
1. Résoudre le couplage charge-réseau ultrarapide (ps à μs) : Étudier le transfert de charge photo-induit aux interfaces métal-oxyde en utilisant des impulsions laser nanosecondes et des méthodes stroboscopiques d’imagerie et de diffraction pour mesurer directement les distorsions transitoires du réseau et les excitations de phonons.
2. Capturer les événements d'oxydoréduction transitoires intermédiaires (μs à ms) : Utiliser l'imagerie électronique et la spectroscopie à grande vitesse pour cartographier à l'échelle sub-nanométrique des phénomènes éphémères tels que la mise en ordre transitoire des lacunes d'oxygène, les décalages d'état de valence et la contrainte chimique.
3. Suivre la cinétique et les états intermédiaires de la transformation structurale (ms à heures) : Utiliser la MET in situ sous gaz et en température dans des environnements réactifs (H2, CO2, O2) pour suivre les modifications structurales telles que les reconstructions de surface, les transitions de phase et la formation de phases de Magnéli à partir d'oxydes réductibles.

Votre Environnement de Travail

Cadre institutionnel et scientifique
Le travail de thèse se déroulera à l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS, UMR 7504), une unité mixte de recherche d'excellence placée sous la tutelle conjointe du CNRS et de l'Université de Strasbourg. Le ou la futur(e) doctorant(e) sera rattaché(e) à l'École Doctorale [ED 182 Sciences Physiques et de l'Ingénieur], dans la spécialité Physique et Science des matériaux.
Équipe et équipements
Le candidat (H/F) rejoindra une équipe dynamique et bénéficiera d'un environnement de travail hautement stimulant, sous l'encadrement conjoint du Pr. Aram Yoon et du Pr. Ovidiu Ersen. Ce projet s'inscrit au cœur de collaborations riches au sein de l'UMR. Sur le plan technique, le projet s'appuie sur des équipements de pointe d'envergure internationale, notamment le microscope Grand ARM2 pour les études environnementales in situ et le JEOL 2100 UTEM pour l'imagerie ultrarapide.
Profil recherché
Pour s'intégrer à cet environnement hautement technique, le candidat (H/F) doit posséder une solide formation universitaire en physique, science des matériaux ou chimie physique. Une expérience pratique en microscopie électronique et en caractérisation avancée est considérée comme un atout majeur. De plus, une bonne maîtrise de l'anglais (niveau minimum CECRL B2/C1) est exigée pour évoluer dans cet environnement scientifique international, participer à des conférences et rédiger des publications à fort impact.
Conditions de travail et avantages (Attractivité)
L'IPCMS est situé sur le Campus de Cronenbourg, dans un cadre verdoyant et très facilement accessible en transports en commun (tramway et bus). En rejoignant notre laboratoire, le candidat (H/F) bénéficiera de nombreux avantages liés au contrat :
Accès à un restaurant administratif à proximité immédiate avec un tarif subventionné.
Prise en charge partielle (75%) de l'abonnement aux titres de transport en commun.
Accès aux avantages sociaux, culturels et sportifs offerts par le comité d'entreprise (CAES du CNRS).
Les jours de congés et RTT annuels sont au nombre de 44 jours.

Contraintes et risques

La thèse sera rattachée à l'École Doctorale [ED 182] de l'Université de Strasbourg. Le travail expérimental impliquant l'utilisation de microscopes électroniques de pointe, de lasers impulsionnels de classe 4 et de gaz réactifs (H2,O2,CO2), le candidat (H/F) devra obligatoirement suivre les formations de sécurité de l'institut et en respecter rigoureusement les protocoles. Le poste s'effectuera selon les horaires réguliers du laboratoire, sans astreintes ni travail posté, bien qu'une certaine flexibilité puisse être ponctuellement nécessaire pour achever des expériences de longue durée. Enfin, des déplacements de courte durée en France ou à l'étranger sont à prévoir pour la participation à des conférences internationales, des écoles thématiques ou des travaux collaboratifs.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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