Doctorant H/F

Description du Poste

Sujet De Thèse

Dynamique ultra-rapide, porteurs chauds, excitons dans les pérovskites halogénées.
Les pérovskites halogénées métalliques (MHPs) ont émergé comme une classe disruptive de semi-conducteurs, combinant des performances optoélectroniques exceptionnelles avec des procédés de fabrication peu coûteux et facilement extensibles. Leur essor rapide les a placées au cœur des technologies de nouvelle génération, avec des applications allant des dispositifs photovoltaïques à
haut rendement aux sources lumineuses, en passant par la spintronique et la photonique quantique. Cette polyvalence découle deleurs propriétés physiques uniques, telles qu’un gap énergétique hautement ajustable, un fort couplage spin-orbite, de longues longueurs de diffusion des porteurs et une tolérance remarquable aux défauts.
Cependant, malgré leurs performances macroscopiques impressionnantes, la compréhension microscopique détaillée de la dynamique des porteurs dans les MHPs reste incomplète. En particulier, le rôle de la structure cristalline, de l’écrantage diélectrique et de la rupture locale de symétrie dans les processus de relaxation des porteurs, les mécanismes de recombinaison et les propriétés de spin faitencore l’objet de débats. Un enjeu central consiste à comprendre comment ces facteurs influencent non seulement le refroidissement et le piégeage des porteurs, mais aussi la structure fine des états excitoniques.
Suite à une excitation optique non résonante, des photons de haute énergie génèrent des porteurs « chauds » qui se thermalisent rapidement via des interactions porteur-porteur, avant de se relaxer vers les bords de bande par interaction porteur-phonon. Dans les MHPs, ce processus de refroidissement est souvent anormalement lent, phénomène attribué à un fort couplage électron-phonon et à l’apparition d’un goulot d’étranglement des phonons chauds. Toutefois, ces schémas d’excitation non résonante masquent intrinsèquement les propriétés fondamentales des états de bord de bande, celles-ci étant convoluées avec les multiples processus de relaxation qui suivent la photoexcitation.
À l’inverse, l’excitation résonante permet d’adresser directement les états excitoniques proches du bord de bande, offrant ainsi un moyen puissant et sélectif de sonder leur dynamique intrinsèque sans la complexité associée à la relaxation des porteurs chauds. Cette approche donne accès à des effets subtils tels que le dédoublement de la structure fine excitonique, les interactions dépendantes du
spin et les dynamiques cohérentes, fortement influencés par la symétrie cristalline, le couplage spin-orbite et les distorsions structurales.
Ce projet vise à dépasser l’étude classique de la dynamique des porteurs en combinant des schémas d’excitation résonante et non résonante afin de démêler la hiérarchie des processus de relaxation et d’accéder aux propriétés fondamentales des excitons dans les MHPs.
En reliant la dynamique ultrarapide des porteurs à la physique de la structure fine excitonique, ce projet vise à fournir une compréhension unifiée de l’interaction lumière–matière dans les pérovskites 3D et 2D. Ces avancées sont essentielles pour exploiter des fonctionnalités avancées, telles que le contrôle du spin, l’émission cohérente de lumière et le développement de dispositifs de photonique quantique.

Votre Environnement de Travail

Le doctorant travaillera dans l'Institut de Nanosciences de Paris, unité mixte de recherche (UMR 7588) associée au CNRS et à Sorbonne Université. Ce laboratoire dirigé par G. Prévot, est un laboratoire de recherche interdisciplinaire situé sur le campus Pierre et Marie Curie (Sorbonne Université, Paris). Il se consacre à l'étude des nanostructures, matériaux quantiques, nanophotonique et physique mésoscopique, en combinant approches expérimentales et théoriques. L'équipe d'accueil sera l'équipe PHOCOS (Photonique et Coherence de Spin) qui étudie les propriétés optiques et quantiques de matériaux innovants. Ses travaux portent notamment sur la photonique, la cohérence de spin, les nanomatériaux, les perovskites et les phénomènes quantiques, avec des applications en optoélectronique et technologies quantiques. L’équipe combine expériences de pointe (spectroscopies optiques, magnéto-photoluminescence, mesures ultrarapides) et modélisation théorique.

Rémunération et avantages

Rémunération

2300,00 € brut 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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