Description du sujet de thèse

Au CNRS, sur le site du Futuroscope, l'institut Pprime recrute un Doctorant ou une Doctorante dans le cadre d'une collaboration avec l'Institut des Matériaux de Nantes (IMN).

Ce projet de thèse s’inscrit dans une activité de long terme développée à l’institut Pprime, en collaboration avec l’Institut des Matériaux de Nantes (IMN). Notre but est d’utiliser l’ingénierie des défauts par irradiation ou implantation ioniques comme techniques d’ingénierie structurale de feuillets bidimensionnels de carbures de métaux de transition (connus sous le nom de MXènes) en vue de modifier leurs propriétés physico-chimiques.

Cette thématique est au coeur du projet ANR 2Dfects, finançant ce travail, et rassemblant trois partenaires académiques : l’Institut Pprime, l’Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN) et l’Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP).

Le travail de thèse se déroulera donc dans le cadre de ce projet ANR, et plus spécifiquement entre l’institut Pprime et l’IMN. L’accès aux deux laboratoires permettra de profiter de l’ensemble des techniques expérimentales requises pour mener à bien le projet :
- Implanteur ionique, microscopie électronique en transmission (TEM) et à balayage, spectromètres optiques infra-rouge et visible, mesure de résistivité électrique à basse température (jusqu’à 2 Kelvin) et sous champ magnétique (jusqu’à 9 Tesla) dans un cryostat à l’institut Pprime,
- Microscopie électronique en transmission corrigée des aberrations à l’IMN.

En outre, ce travail sera mené en collaboration étroite avec les autres doctorants travaillant sur les MXènes à l’institut Pprime, ainsi qu’avec nos collègues de l’IC2MP (Université de Poitiers, CNRS).

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1- MISSION :
Le travail de thèse sera mené conjointement entre l’institut Pprime, pour son expertise dans l’ingénierie des défauts dans les MXènes et l’étude de leurs propriétés physiques, et l’IMN, pour son expertise dans la caractérisation de nanomatériaux par microscopie électronique en transmission corrigée des aberrations (MET-CA).

L’objectif principal sera de développer une stratégie d’ingénierie des défauts en combinant trois approches :
1- Le dopage chimique des feuillets de MXène avec de nouveaux éléments en utilisant l’implantation ionique.
2- L’irradiation ionique des feuillets dans le but d’introduire, de façon contrôlée, des défauts structuraux.
3- L’irradiation électronique dans un MET-AC dans le but d’étudier in situ les défauts structuraux induits par le faisceau électronique.

Les changements structuraux et chimiques induits dans les feuillets de MXènes, ainsi que les modifications associées de leurs propriétés optiques/électriques, seront caractérisés à l’aide d’un ensemble complet de techniques expérimentales disponibles chez les différents partenaires du projet 2Dfects (et incluant notamment la MET-CA). Ce travail permettra notamment de mieux comprendre le rôle des défauts sur les propriétés physiques de cette classe récente et riche de matériaux 2D, et permettra le développement d’une nouvelle stratégie pour la modification et le contrôle de leurs propriétés.

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2- COMPÉTENCES REQUISES :
Le candidat ou la candidate devra être titulaire d’un diplôme de master en physique de la matière, en sciences des matériaux ou équivalent et posséder les compétences suivantes :
- une bonne compréhension de l'interaction rayonnement-matière,
- une rigueur scientifique et dans les aspects expérimentaux,
- une capacité à travailler en équipe et à communiquer.

Contexte de travail

Le candidat ou la candidate sera basé à l’Institut Pprime (Université de Poitiers, CNRS - Institut Pprime) pour les deux tiers de la thèse (années 1 et 3 de la thèse) et à l’IMN pour le tiers restant (année 2 de la thèse).

En complément des expériences réalisées à l’Institut Prime et à l’IMN, des expériences pourront être réalisées à l’IC2MP, Poitiers (troisième partenaire du projet 2Dfects).

La personne recrutée participera également aux réunions d’avancement du projet, qui se tiendront alternativement dans chacun des trois laboratoires partenaires.

* IMPORTANT : La date de début de contrat est flexible et pourra être reportée au 01/11/2025 le cas échéant.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Des déplacements de courte durée, en France et à l'étranger, sont à prévoir pour les réunions d’avancement et la diffusion des travaux dans le cadre de conférence. Par ailleurs, la 2ème année se déroulera à l’IMN (à Nantes).

La personne recrutée devra respecter toutes les consignes inhérentes aux laboratoires du CNRS et faisant appel à des techniques expérimentale en physique/chimie, en particulier ici concernant l’utilisation de rayons ionisants (implantation, microscopie électronique en transmission).

Ce travail expérimental nécessitera de s'adapter aux horaires d'accessibilité des appareils de laboratoire.

La personne recrutée devra suivre 90 h de formation sur différents aspects de la thèse et fournies par l’école doctorale.