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Doctorant(e) en nouveaux matériaux pour applications optiques dans le moyen infrarouge (H/F)

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

Date Limite Candidature : mardi 25 mai 2021

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Informations générales

Référence : UPR3079-MATALL-001
Lieu de travail : ORLEANS
Date de publication : mardi 4 mai 2021
Nom du responsable scientifique : Mathieu ALLIX
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le sujet de thèse s'inscrit au sein du projet ANR HEMERALD (High Efficiency of Massive Emitting ceRAmic for the 1.7-2.7 μm LASER winDow) qui vise à développer de nouvelles céramiques transparentes (systèmes Ga2O3-Nb2O5- RE2O3) pour des applications LASER dans la fenêtre optique 1.7-2.7 μm.
Un procédé de synthèse innovant, la lévitation aérodynamique couplée au chauffage laser, a été choisi pour explorer les diagrammes de phase et identifier de nouvelles phases cristallines et domaines vitreux. Des caractérisations structurales et spectroscopiques seront réalisées sur ces nouveaux matériaux. Certaines compositions sélectionnées seront ensuite synthétisées et mises en forme. Les activités de cette thèse seront partagées entre les laboratoires CEMHTI (Orléans) et ICMCB (Bordeaux).

Contexte scientifique :
Le laboratoire CEMHTI (CNRS UPR3079) est pionnier dans l'utilisation de la lévitation aérodynamique (ADL) couplée au chauffage laser pour synthétiser des précurseurs vitreux ou fondus de diverses compositions qui seront cristallisés directement lors du refroidissement depuis le liquide surfondu ou à des températures relativement basses dans le cas des verres pour produire des céramiques d'oxydes denses avec de nouvelles compositions, structures cristallines et/ou microstructures qui présentent des émissions optiques dans l'infrarouge moyen (http://www.cemhti.cnrs-orleans.fr/instruments/levitation.aspx).

Grâce à cette approche, nous avons par exemple récemment isolé de nouveaux matériaux YAG luminescents avec des compositions non stœchiométriques extraordinaires (demande de brevet européen N° 21305159.2 ; manuscrit en préparation). Parallèlement à l'ADL, ce projet élargira le concept de synthèse par cristallisation du verre/liquide fondu en utilisant des méthodes d'activation mécanique (par exemple, le broyage de billes à haute énergie) pour produire des précurseurs amorphes à basse température, ce qui permettra d'accéder à une plus large gamme de compositions. Ce poste de doctorant est financé par le projet ANR "HEMERALD".

Profil souhaité du candidat :
Le candidat doit avoir un diplôme de Master en sciences des matériaux/chimie du solide. Il doit également posséder un bagage solide en chimie du solide et des connaissances (théoriques et/ou pratiques) en techniques de caractérisation (diffraction des rayons X, microscopie électronique, spectroscopie…). Un intérêt et des aptitudes en conception et utilisation d'équipements expérimentaux sont demandés.Le candidat retenu rejoindra une équipe de doctorants/postdoctorants/ingénieurs internationaux et pourra avoir l'occasion de voyager pour accéder à une expertise et des installations spécifiques. L'Université d'Orléans propose également une expérience d'enseignement. Démarrage de la thèse souhaité en octobre 2021.


Selected recent publications from the team:
“Highly non stoichiometric garnet ceramics for optical function”, European Patent Application N° 21305159.2 (2021)
“La2Ga3O7.5: A metastable ternary melilite with a super-excess of interstitial oxide ions synthesized by direct crystallization of the melt”, Chemistry of Materials (2020) doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c03441
“Cooperative mechanisms of oxygen vacancy stabilization and migration in the isolated tetrahedral anion Scheelite structure”, Nature Communications (2018) doi.org/10.1038/s41467-018-06911-w
“Pressureless glass crystallization of transparent yttrium aluminum garnet-based nanoceramics”, Nature Communications (2018) doi.org/10.1038/s41467-018-03467-7


Date limite de réception des candidatures fixée au 25 mai 2021

Contexte de travail

Le CEMHTI est une unité propre de recherche du CNRS répartie sur deux sites proches (Haute température et Cyclotron) et regroupant environ 110 personnes.

Le laboratoire développe des expertises et des outils originaux sur le plan national et international pour étudier notamment in situ les propriétés physico-chimiques des matériaux en conditions extrêmes.
Le/la doctorant(e) sera basé(e) sur le site haute température du laboratoire, intégrera l'équipe (Vitro) CERAMiques innovantes : cristallisation, structure et corrosion et sera rattaché(e) au responsable de l'équipe.

La thèse s'effectuera entre les laboratoires CEMHTI à Orléans et ICMCB à Bordeaux.

Equipements à disposition :
Le laboratoire CEMHTI dispose d'excellents équipements pour la synthèse et la caractérisation structurale de matériaux vitrocéramiques et céramiques. Ceux-ci incluent :
- Lévitation aérodynamique couplée au chauffage laser CO2.
- Diffraction des rayons X sur poudre (possibilité de mesures in situ jusqu'à 2000 °C).
- Microscopie électronique à balayage (MEB FEG couplé EBSD)
- Microscopie électronique en transmission à résolution ultime.
- Spectroscopies infrarouge et Raman à haute température.
- Spectroscopie RMN du solide à haut champ et haute température.

Contraintes et risques

Des déplacements en France et à l'étranger sont à prévoir pour valoriser les avancées de la thèse ou pour participer à des congrès

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