Photoelectric modelling of silicon junctions used in photoelectrochemical devices

Informations générales

Intitulé de l'offre : Modélisation photoélectrique des jonctions en silicium utilisées dans des dispositifs photoélectrochimiques (H/F)
Référence : UMR7182-ENCTOR-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : THIAIS
Date de publication : mercredi 21 août 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 8 janvier 2025
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 3081 euros brut/mois (2536 euros/net)
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : Micro et nanotechnologies, micro et nanosystèmes, photonique, électronique, électromagnétisme, énergie électrique

Missions

Cette mission postdoctorale fait partie d'un projet de recherche collaboratif, MODELGUIDE, dont l'objectif est de favoriser la conception et l'optimisation par modélisation de nouveaux types d'électrodes efficaces et sélectives pour la conversion du CO2. Ces électrodes utilisent des supports en silicium de différentes géométries (plats, micropiliers, micropores), décorés par des nanoparticules bimétalliques. L'objectif final est la valorisation du CO2 et la génération de « combustibles solaires ». MODELGUIDE propose une approche multidisciplinaire originale combinant des expériences de photoélectrochimie et des simulations photoélectriques et électrochimiques. Il associe l'expertise de trois laboratoires : ICMPE (Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est), GeePs (Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris) et TAE (Theoretical and applied Electrochemistry Group, dans l´université de Murcia en Espagne).
Le chercheur postdoctoral sera une personne clé du projet de recherche. Il/elle sera en charge des simulations photoélectriques (par logiciel SILVACO) au GeePs, sous la supervision de S. Le Gall (MdC à l’Université Paris-Saclay) pour rationaliser et optimiser les matériaux (e. g., dimensions des macrostructures, taux de couverture des nanoparticules métalliques). Il mènera également une partie expérimentale à l'ICMPE (sous la supervision de E. Torralba, S. Bastide) pour fournir les données expérimentales nécessaires aux simulations.

Activités

Au GeePs (75 %) : Utilisation du logiciel Atlas-SILVACO pour des simulations 2D de la modulation de la courbure des bandes du Silicium (Si) au niveau des interfaces NP métallique/Si/électrolyte pour rationaliser la collecte de photoporteurs (vers les nanojonctions Si/NP métallique vs. vers l'interface Si/électrolyte). Simulations en fonction des travaux de sortie des métaux W pour différentes polarisations et différents flux lumineux afin d'évaluer leurs impacts sur la collecte des photoporteurs. Des mesures expérimentales avec une sonde Kelvin AFM pourra être fait pour déterminer les travaux de sortie des différents métaux spécifiques utilisés. Modélisation 2D étendue à des macrostructures Si/NP métallique/électrolyte (type micropiller) puis à une géométrie 3D sous symétrie axiale. Dans ces études, une illumination solaire se fera dans un premier temps sous modélisation de ray tracing (indices optiques n-k variables) mais pourra être étendu à d’autres modélisations optiques.

À l’ICMPE (25%) : Tests photoélectrochimiques de photocathodes (voltammetrie cyclique et chronoamperometrie). Détermination des potentiels de bandes plates par spectroscopie d'impédance.

Compétences

Le candidat doit avoir :
- Un doctorat en physique, chimie-physique, ou dans un domaine connexe (électronique, photovoltaïque).
- Une expérience thèse ou post-thèse pertinente en physique des semiconducteurs et composants dans les domaines du photovoltaïque et/ou électronique est attendue. Des connaissances en photoélectrochimie est souhaitée mais pas obligatoire.
- Une bonne connaissance de logiciels de simulation de type TCAD (Silvaco, Sentorus, SCAPS