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Thèse (H/F) : Approches de synthèse en milieu confiné d'hétérostructures multifonctionnelles lamellaires et d'aimants 2D

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

Date Limite Candidature : jeudi 1 juillet 2021

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Informations générales

Référence : UMR7504-GUIROG-003
Lieu de travail : STRASBOURG
Date de publication : jeudi 10 juin 2021
Nom du responsable scientifique : Guillaume ROGEZ
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Depuis la découverte des propriétés exceptionnelles du graphène, les recherches sur toutes sortes de nanofeuilles ont considérablement augmenté. Pourtant, malgré les efforts déployés pour induire le magnétisme dans le graphène et les dichalcogénures de métaux de transition, les matériaux 2D dotés d'un magnétisme intrinsèque faisaient défaut jusqu'à tout récemment. Cette découverte de matériaux magnétiques monocouches suscite un engouement considérable car elle permet de réaliser des études fondamentales sur le magnétisme dans la véritable limite 2D et des applications basées sur l'intégration de couches magnétiques 2D dans des dispositifs. Jusqu'à présent, des résultats passionnants utilisant des matériaux Van der Waals atomiquement minces ont été obtenus comme preuve de concept dans le domaine de la spintronique, mais d'autres applications émergent déjà, en nano-optique par exemple, et bien d'autres sont à venir (détection, stockage de données...). Néanmoins, malgré ces formidables promesses, il est frappant de constater que le nombre de matériaux explorés reste assez faible, et leur nature essentiellement limitée aux matériaux de Van der Waals (par exemple MPS3, CrI3, Cr2Ge2Te6, Fe3GeTe2, VSe2 ou MnSe2).
Nous nous intéressons depuis plusieurs années à la synthèse et à la caractérisation de matériaux hybrides lamellaires, essentiellement pour leurs propriétés magnétiques, optiques ou électrochimiques. Nous avons développé de nouvelles stratégies de synthèse pour fonctionnaliser ces matériaux lamellaires. De plus, nous développons actuellement des méthodes innovantes pour obtenir facilement et rapidement des nano-feuilles fonctionnalisées résultant de l'exfoliation contrôlée de précurseurs lamellaires. Le projet de doctorat proposé consistera à tirer parti de cette expérience pour développer de nouvelles approches pour obtenir des aimants 2D et des hétérostructures magnétiques en couches. Le présent projet est organisé en deux parties :
-la croissance contrôlée dans un environnement confiné 2D de réseaux de coordination magnétiques en connectant des ions paramagnétiques insérés dans l'espacement interlamellaire des oxydes lamellaire, en utilisant la boîte à outils chimique offerte par la chimie de coordination.

-l'exfoliation sélective de matériaux magnétiques lamellaire et leur stabilisation sous forme de nanoparticules entre les couches d'oxydes exfoliés.

Les avantages de ces approches seront i) la protection intrinsèque des nanoplaquettes magnétiques 2D, ii) la possibilité de coupler les propriétés magnétiques des nanoplaquettes 2D avec d'autres propriétés apportées par les couches d'oxydes (luminescence, ferroélectricité, semi-conductivité...).

Nous recherchons un.e étudiant.e très motivé.e, ayant une expérience en chimie de coordination et/ou en science des matériaux. Des connaissances en caractérisations structurales et spectroscopiques seront très appréciées. Il/elle doit posséder de bonnes compétences en anglais, dans le but d'écrire des articles et de présenter son travail lors de conférences internationales.

Contexte de travail

L'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS-UMR7504) est une unité Mixte de Recherche associant le CNRS (INP, INC) et l'Université de Strasbourg. Créé en 1987, il résulte de la synergie de 5 équipes de recherches en physique et chimie de la matière condensée. Le caractère multidisciplinaire de l'IPCMS s'exprime par des activités en électronique de spin, magnétisme, optique ultra-rapide, microscopie électronique et sondes locales, biomatériaux ainsi qu'en synthèse et caractérisation des matériaux fonctionnels organiques, inorganiques ou hybrides. L'Institut dispose d'un parc instrumental important pour la fabrication et la caractérisation des matériaux à toutes échelles. L'IPCMS emploie aujourd'hui un personnel de 240 personnes dont environ 80 chercheur.se.s et enseignant.e.s-chercheur.se.s et 60 ITA.

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