Doctorant (H/F) Physico-Chimique des Propriétés de Nouveaux Oxydes

il y a 4 jours

Versailles, Île-de-France CNRS Temps plein
Informations Générales

Titre de l'Offre : Doctorant (H/F) Physico-Chimique des Propriétés de Nouveaux Oxydes

Référence : UMR8180-DAMAUR-002

Nombre de Postes : 1

Lieu de Travail : VERSAILLES

Date de Publication : mercredi 17 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 : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel

Section(s) CN : Chimie de coordination, catalyse et procédés, interfaces

Description du Sujet de Thèse

Ce projet s'inscrit dans une recherche en science des matériaux afin de développer de nouveaux matériaux oxydes pour l'électronique de demain associées aux besoins sociétaux d'écrans actifs transparents et de panneaux photovoltaïques.

Les oxydes conducteurs transparents (TCO) sont des composants fondamentaux, notamment les oxydes perovskites de formule chimique ABO3 (avec A un cation alcalino-terreux, ici Ca, Sr ou Ba, et B un cation de métal de transition, ici V et Mo).

Leur intégration comme électrodes dans des dispositifs transparents visibles est facilitée par l'isosymétrie et l'ionicité avec d'autres oxydes perovskites fonctionnel.

Des films ultra-minces (10-50 nm) seront déposés par la technique de dépôt laser pulsé (PLD), caractérisés structurellement par diffraction des rayons X (DRX), morphologiquement par microscopie à force atomique (AFM).

L'essentiel des travaux se situera autour des spectroscopies d'émission de photoélectrons X (XPS, LEIS) afin de réaliser une étude physico-chimique fine et une détermination précise de l'état chimique des atomes dans ces nouvelles couches ultra-minces de TCO.

Une attention particulière sera portée sur le rapport cationique et la stœchiométrie en oxygène des couches TCO.

Le vieillissement dans des conditions ambiantes, un point crucial pour une perspective applicative, sera étudié dans des conditions de NAP-XPS.

Ceci a été réalisé pour les oxydes perovskites à base de strontium SrTiO3 et SrVO3 par les équipes impliquées dans ce projet.

Une analyse fine de la composition chimique des films TCO surfaciques ou enterrés sera effectuée par profilage avec plusieurs méthodes de pulvérisation cathodique (faisceaux d'ion monoatomiques ou cluster).

Des traitements oxydants ou réducteurs et la stabilité sous plusieurs solutions de pH seront effectués et analysés par AFM et par XPS et LEIS.

Enfin, les propriétés électriques et optiques des meilleurs oxydes seront regardés.

Contexte de Travail

La thèse se déroulera au sein du groupe « Electrochimie et Physico-chimie des interfaces » (EPI) de l'Institut Lavoisier de Versailles en partenariat avec l'équipe « Oxydes multifonctionnels » (FOX) du laboratoire Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMaC), tous deux situés sur le campus de sciences de l'UVSQ Paris-Saclay.

Ces deux groupes entretiennent une coopération fructueuse sur des thématiques complémentaires : Caractérisations avancées de surfaces et d'interfaces, et Science des matériaux : de l'élaboration aux propriétés optiques et électriques.

L'ILV possède une expertise de longue date sur les oxydes et les matériaux semi-conducteurs (passivation de surface, fonctionnalisation, gravure chimique).

La modification physico-chimique des surfaces et la caractérisation seront réalisées grâce à des spectroscopies de photoémission (XPS, UPS) et des techniques associées (LEIS, REELS, Auger).

L'apport des bombardements ioniques (monoatomiques, Clusters de gaz) sera utile pour fournir une caractérisation précise de la modification de surface des oxydes fonctionnels.

L'ILV a également participé à diverses campagnes sur les synchrotrons Bessy, Elettra et Soleil.

Des propositions d'expérience en HAXPES et NAP-XPS seront également réalisées pour aller plus loin dans la connaissance des chimies de surface des oxydes.

Contraintes et Risques

Ce travail de thèse fait partie d'un projet ANR impliquant divers partenaires.

Les différentes études prévues dépendront donc d'oxydes TCO préparés par d'autres laboratoires.

Cela pourrait représenter un risque mais le laboratoire GEMAC, situé sur le même campus, a une grande expérience de la préparation d'oxydes par PLD.

L'accès au synchrotron est également une contrainte car les propositions doivent être acceptées pour garantir l'accès.

Néanmoins, l'expérience des équipes sur ces grandes installations devrait offrir une chance raisonnable de succès sur la durée d'un doctorat.

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