Description du sujet de thèse

Thèse en Physique: "Spectroscopie ultra-rapide de la photo-isomérisation de photo-commutateurs bio-mimétiques";
Thématiques: Physique moléculaire, spectroscopie laser, lasers femtoseconde, optique non-linéaire
L’objectif de la thèse s’inscrit dans le cadre du réseau doctoral européen LUMIERE (http://lumiere-dn.eu) qui propose une approche inter-disciplinaire entre physiciens et chimistes pour étudier des photo-commutateurs moléculaires ultra-rapides. La question principale est de savoir comment contrôler l'efficacité de la photo-isomérisation dans les molécules organiques par design chimique ? Nous nous inspirons des photo-commutateurs biologiques comme le rétinal qui sont connus pour leurs vitesse d’isomérisation à l’échelle de 0.2 à 5 ps. Dans le cadre de cette thèse, plusieurs molécules de famille différentes seront étudiées par spectroscopie ultra-rapide classique et par la spectroscopie de photo-émission (TRPES) qui est très prometteurs pour mettre en évidence le paysage énergétique qui conditionne la vitesse et l’efficacité de la photo-isomérisation.

Contexte de travail

Au sein de LUMIERE (http://lumiere-dn.eu), une équipe de neuf partenaires, chimistes et physiciens, combine la chimie de synthèse organique, la chimie quantique de haut niveau et la spectroscopie ultrarapide avancée pour répondre à la question de savoir s’il existe un lien rationel entre la composition chimique et l’efficacité de photo-isomérisation des photo-commutateurs bio-mimétiques. . Dix projets de thèse sont financés par le programme européen MCSA.

Dans le cadre de ce projet doctoral, l'objectif est d'explorer une variété de modifications chimiques de photo-commutateurs biomimétiques conçus par les trois partenaires chimistes. Le doctorant devra
1) effectuer une spectroscopie ultrarapide UV/VIS/proche IR pour des études systématiques de la dynamique de photo-isomérisation ultrarapide et des rendements quantiques (QY) pour les commutateurs d'ester cinnamique et de chalcone masquée, fournis par les partenaires du projet, dans différents solvants, dans le but d'étudier l'effet de la longueur d'onde d'excitation (320-420 nm) et du solvant sur la dynamique de réaction QY.
2) contribuer au développement d'un dispositif pour les études de fluorescence avec une résolution temporelle inférieure à 50 fs et une sensibilité maximale. Applications à la photo-isomérisation dynamique ultrarapide de photo- commutateurs biomimétiques dans différents solvants.
3) effectuer des études de spectroscopie photoélectronique résolue dans le temps (TRPES) de certains photo-commutateurs biomimétiques sélectionnés (avec le partenaire réseau MBI Berlin).

Résultats attendus :
1) TRPES et spectroscopie UV-vis femtoseconde de commutateurs basés sur l'acide p-OH-cinnamique et les chalcones masquées (en collaboration avec un partenaire théorique du réseau LUMIERE).
2) Une comparaison détaillée de la dynamique des états excités de ces commutateurs en phase gazeuse et liquide (en coll. avec un partenaire de l'U College London).
3) TRPES : Fournir les premières preuves expérimentales et les énergies potentielles d'états « fantômes » à faible émissivité et à courte durée de vie.
Le candidat ou la candidate doivent être titulaires d'un master en physique ou en chimie physique. Une bonne formation en spectroscopie moléculaire et en optique non linéaire est un plus, mais n'est pas obligatoire. Des qualifications supplémentaires telles que la maîtrise de Python et/ou de Matlab sont des atouts précieux.

Université de Strasbourg, Ecole dcotorale ED182: Physique et chimie physique

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Sécurité laser
Risques chimiques mineurs (manipulation de solvants)