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Doctorant (H/F) en photophysique de particules carbonées nanométriques

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

Date Limite Candidature : jeudi 25 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant (H/F) en photophysique de particules carbonées nanométriques
Référence : UMR8214-VERSAR-013
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : jeudi 4 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Physique des atomes, molécules et plasmas. Optique et lasers

Description du sujet de thèse

L'interprétation des observations du milieu interstellaire, en extinction (absorption et diffusion) et en émission, repose sur une modélisation complexe des propriétés photophysiques (i.e. compétition entre tous les canaux de relaxation radiatifs et non radiatifs des systèmes isolés) des molécules et des poussières interstellaires en utilisant les données de laboratoire sur les analogues. Jusqu'à présent, les analogues des espèces interstellaires de quelques dizaines à quelques centaines d'atomes de carbone ont été peu explorés en laboratoire alors qu'ils peuvent contenir jusqu'à plusieurs dizaines de % du carbone interstellaire disponible et qu'ils sont suspectés de jouer un rôle crucial dans la physique et la chimie du milieu interstellaire. Leurs propriétés ont été extrapolées à partir d'espèces plus petites ou d'analogues des particules. La raison principale est avant tout le manque de sources de grands systèmes moléculaires en phase gazeuse. Au cours des dernières années, bien que le processus de nucléation de la suie dans les flammes encrassées reste largement inexpliqué et ait défié les chercheurs pendant au moins les 40 dernières années [1], il a été démontré que le processus de nucléation de la suie génère efficacement des espèces de tailles comprises entre la taille moléculaire de la suie précurseurs (jusqu'à environ la taille moléculaire C24H12) et les plus petites particules de la distribution des noyaux de suie (contenant une centaine d'atomes de carbone). L'objectif du projet est d'ajuster des flammes originales et de produire efficacement des systèmes de taille et de structure similaires à ceux suspectés dans l'espace, à partir de la zone de nucléation, et d'étudier leur photophysique dans des conditions simulant celles du milieu interstellaire. La caractérisation structurale, l'absorption électronique, la fluorescence électronique et en particulier la fluorescence récurrente (aussi appelée fluorescence de Poincaré [3]) seront ensuite sondées en effectuant des expériences en ligne et ex situ complétées par une modélisation théorique.
Plus en détail, le projet combinera plusieurs diagnostics laser en ligne de flammes de laboratoire, notamment la spectroscopie Raman [2], la fluorescence induite par laser et l'incandescence induite par laser (un processus d'émission hors équilibre) et l'ionisation multiphotonique résonnante. Ces expériences en ligne seront réalisées sur des espèces échantillonnées refroidies pour réduire considérablement la congestion spectrale et éliminer le fond de flamme (cible T = 50K, un dispositif expérimental unique), complétées par une spectrométrie de masse à temps de vol très sensible (TOFMS) utilisant divers photoionisation (PI) des schémas résonnants à 2 couleurs ou des processus VUV directs. L'identification précise des grandes structures moléculaires impliquées dans la nucléation des suies sera ainsi accessible, ainsi que leurs propriétés radiatives. L'incandescence et la fluorescence récurrente seront alors au centre de nos études pour explorer précisément ces processus radiatifs et explorer leur probable manifestation dans l'espace. Il convient de noter que la fluorescence récurrente n'a été observée en laboratoire que peu de fois au cours des dernières années après avoir été prédite il y a près de 40 ans. Ce projet devrait ainsi permettre d'avancer sur l'identification des porteurs de caractéristiques spectrales interstellaires observées en absorption et en émission. De plus, les espèces et leurs réponses spectrales guideront l'interprétation des observations en cours du satellite JWST (James Webb Space Telescope) de la gamme de longueurs d'onde NIR à FIR.

Contexte de travail

Travail expérimental à réaliser en salle d'expérience, avec un parc laser et le dispositif Nanograins. Plusieurs outils pour le traitement de données et la modélisation sont également disponibles.

Contraintes et risques

Expérience avec technique du vide, technique laser et combustion à basse pression.