Description du sujet de thèse

Ce projet de recherche vise à explorer et maîtriser le polymorphisme dans les systèmes multicomposants, en se concentrant spécifiquement sur les nanobâtonnets, une forme prometteuse pour l’auto-assemblage avancé. Jusqu’à présent, l’auto-assemblage multicomposant a été étudié pour les mélanges de nanosphères, où des cristaux binaires complexes et des quasicristaux peuvent se former. Nous formulons l’hypothèse que les mélanges binaires de nanobâtonnets offrent des possibilités encore plus intéressantes. Leur forme allongée favorise naturellement la formation de phases en couches orientées, à ordre smectique ou cristallin, générant ainsi des propriétés optiques et électroniques anisotropes, fondamentalement différentes de celles des nanosphères isotropes. Nous nous concentrerons sur les nanobâtonnets de métaux nobles (Au, Ag), en raison de la versatilité de la synthèse et de leurs propriétés plasmoniques uniques. Notre objectif est de décrypter les règles de conception pour la fabrication de nouveaux matériaux plasmoniques. Notre hypothèse centrale est que des mélanges de nanobâtonnets de dimensions variées formeront des structures plus compactes que les assemblages monocomposants, aboutissant à des réseaux binaires aux architectures originales, avec porosité et symétries ajustable, voire des structures apériodiques. La thèse portera principalement sur la chimie colloïdale et l’auto-assemblage, avec un accent sur la synthèse de nanoparticules, leur caractérisation (microscopie, diffusion, spectroscopie), l’analyse des données, ainsi que la valorisation des résultats (présentations, publications).

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique des Solides est une unité mixte de recherche (UMR 8502) de l'Université Paris-Saclay et du CNRS. Il est affilié à l'Institut de Physique du CNRS et à la 28e section du Conseil National des Universités. Le LPS est membre de la Fédération Friedel-Jacquinot, structure de coordination de la physique sur le plateau du Moulon à Orsay (IdF).
Il regroupe une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, et l'activité de recherche est soutenue par une soixantaine d'ingénieurs, techniciens et administratifs.
Le laboratoire accueille chaque année un grand nombre d'étudiants de premier et deuxième cycle dont de nombreux doctorants, ainsi que des chercheurs en postdoctorat et des scientifiques invités. Le laboratoire couvre une plus grande variété de sujets que son nom ne le suggère, et vise à aborder toute la diversité de la physique de la matière condensée. L'activité de recherche s'organise autour de trois grands axes, qui impliquent chacun à peu près le même nombre de scientifiques :
• Nouveaux états électroniques de la matière
• Phénomènes physiques aux dimensions réduites
• Matière molle et interface physique-biologie
Dans le premier axe sont regroupées des études tant expérimentales que théoriques ayant trait aux propriétés des systèmes dans lesquels les corrélations électroniques sont généralement fortes et qui sont sièges de propriétés remarquables et d'états électroniques non conventionnels tels que la supraconductivité, le magnétisme, les transitions métal-isolant etc.
Dans le deuxième se retrouvent les activités relevant des « nanosciences » au sens large. Elles sont ici abordées du point de vue des propriétés fondamentales, lorsque les dimensions d'un objet deviennent aussi petites que certaines distances caractéristiques (longueur de cohérence, libre parcours moyen, …).
Le troisième axe, étend le concept de « matière molle » à des systèmes biologiques. Les thèmes vont donc des systèmes complexes aux tissus vivants, des cristaux liquides aux mousses, en passant par les polymères ou les systèmes granulaires. Ces études physiques sont à l'interface avec la physico-chimie et la biologie.
Le travail de recherche s'effectuera au sein de l'équipe MATRIX du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502). Ce projet de recherche bénéficie d'un financement de l'ANR (2Rods).

Contraintes et risques

RAS