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H/F thèse de doctorat en sciences des matériaux

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Informations générales

Référence : UMR8609-REJBOD-011
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : vendredi 10 janvier 2020
Nom du responsable scientifique : Aurélien DEBELLE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 février 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les faisceaux d'ions sont utilisés dans de nombreux domaines en sciences des matériaux, que ce soit pour modifier les propriétés physiques des matériaux (dopage de semi-conducteurs, modification de la constante diélectrique…), pour les façonner (création de canaux poreux, mélange interfacial dans des systèmes multicouches) ou pour les soumettre à des conditions extrêmes censées reproduire celles rencontrées en situation réelle (réacteur nucléaire, espace). Si les aspects techniques sont désormais largement maîtrisés, la compréhension des mécanismes fondamentaux de l'interaction ion/matière est loin d'être optimale pour de nombreux matériaux.
L'étude de matériaux modèles (monocristallins) est requise pour progresser dans cette optique. En outre, il est primordial de disposer d'outils de caractérisation pertinents pour les matériaux irradiés et surtout il faut être en mesure d'analyser et d'interpréter finement les données. Deux techniques de pointe maîtrisées à l'IJCLab répondent à ces critères : la rétrodiffusion Rutherford en canalisation (RBS/C) et la diffraction des rayons X en haute résolution (DRXHR). Ces deux techniques permettent de quantifier et caractériser le désordre induit par l'irradiation, mais la définition précise de ce paramètre varie d'un système à l'autre, d'une technique à l'autre. Des travaux récents ont montré que le désordre pouvait être pertinemment décrit de façon statistique ; ceci a été réalisé par DRXHR dans le carbure de silicium [1]. Cette description doit pouvoir être étendue au désordre déterminé par RBS/C, et à d'autres matériaux, notamment ceux qui subissent une transformation de phase cristal/amorphe sous irradiation. Pour cela, une étude systématique de plusieurs matériaux est requise.
Par ailleurs, la connaissance à l'échelle atomique des défauts d'irradiation est possible via des techniques de calculs atomistiques (telles que la dynamique moléculaire) et leur évolution peut être capturée par des techniques de cinétiques chimiques et/ou Monte Carlo. Le couplage de ces techniques avec les outils expérimentaux renforce les atouts de chacun pour une meilleure compréhension des mécanismes de création et évolution des défauts [2]. Ce couplage sera effectué en collaboration avec un service du CEA Saclay (SRMP) ainsi qu'avec des partenaires étrangers (USA et Espagne en particulier).

Contexte de travail

Le ou la candidat(e) sera recruté(e) au sein du pôle "Energie et environnement" de l'IJCLab. Cette équipe étudie les interactions ions/matière à différentes échelles, par expériences et simulations, en s'appuyant sur la plateforme d'irradiation SCALP.

Contraintes et risques

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Informations complémentaires

Compétences souhaitées et exigées : le ou la candidat(e) doit être à l'aise avec la langue anglaise ; il/elle doit posséder des connaissances en science des matériaux ; une expérience en DRX et/ou RBS/C serait appréciée ; de bonnes notions de programmation seront un plus.

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