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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Développement de quantum dots cœur/coquille de semi-conducteurs III-V pour la photodétection et la photo


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

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Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

SL-DRF-24-0157  

Direction

DRF

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Développement de quantum dots cœur/coquille de semi-conducteurs III-V pour la photodétection et la photocatalyse

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux, également appelés quantum dots (QD) ou boîtes quantiques, ont été découverts il y a environ 40 ans, découverte qui a donné lieu au prix Nobel de chimie 2023. Ils suscite un intérêt considérable en raison de leurs propriétés optiques et électroniques uniques qui dépendent de leur taille. En particulier, leur bande interdite peut être simplement modifiée en ajustant leur taille grâce à ce que l'on appelle l'effet de confinement quantique. Cet effet se produit pour de nombreux semi-conducteurs lorsqu'au moins une de leurs dimensions est réduite à quelques nanomètres. La plupart des recherches ont été menées sur des QD à base de cadmium et de plomb (CdSe, PbS, etc.), qui couvrent la gamme spectrale du visible et du proche infrarouge et peuvent être facilement synthétisés. Cependant, en raison de la toxicité de ces composés, leur utilisation dans des applications réelles est fortement limitée. Notre équipe se concentre sur le développement de QDs exempts de métaux lourds toxiques et respectueux de l'environnement, tels que les matériaux semi-conducteurs III-V (InP, InSb), qui ont un fort potentiel d'utilisation dans les applications biomédicales, la conversion d'énergie, la photocatalyse et l'optoélectronique.
Dans ce projet, nous voulons développer des méthodes de synthèse pour des QDs III-V de taille et de forme contrôlées, d'abord en batch puis en flux continu. La synthèse en flux continu présente des nombreux avantages par rapport à la synthèse conventionnelle par batch en raison de l'amélioration du transfert de masse et de chaleur dans les réacteurs tubulaires de petit diamètre et de la reproductibilité plus élevée dans les processus entièrement automatisés. La chimie de surface des QDs obtenus est un paramètre clé qui régit leur stabilité chimique et leur processabilité, le rendement quantique de la photoluminescence (PLQY), la photo-stabilité et les propriétés de transport électronique. Par conséquent, une fonctionnalisation de surface appropriée est nécessaire pour pratiquement tous les types d'applications des QDs, y compris la photocatalyse, les photodétecteurs, les LED et l'imagerie/détection biologique. Ici, nous développerons des méthodes pour la croissance contrôlée avec précision de différents types de coquilles inorganiques pour la passivation des QDs, en particulier les chalcogénures métalliques (ZnS, ZnSe) et les matériaux de type céramique (par exemple, Al2O3, TiO2, et ZrO2) ainsi que des combinaisons de ceux-ci. La caractérisation des propriétés optiques et structurelles sera effectuée à l'aide de la spectroscopie UV-vis et de la photoluminescence (PL), de mesures de PL résolues dans le temps et du PLQY, des spectroscopies Raman, RMN et FTIR, de la diffraction des rayons X, de l'analyse élémentaire et de la microscopie électronique.
Dans la deuxième partie du projet, le potentiel des QDs obtenus pour une utilisation dans les photo-détecteurs proches infrarouges ainsi que pour la réduction photocatalytique du CO2 sera évalué.

Université / école doctorale

Chimie et Sciences du Vivant (EDCSV)
Université Grenoble Alpes

Localisation du sujet de thèse

Site

Grenoble

Critères candidat

Formation recommandée

Candidates should have a strong background in materials chemistry / inorganic chemistry / chemical engineering and hold a Master degree in one of these disciplines.

Demandeur

Disponibilité du poste

01/01/2024

Personne à contacter par le candidat

Reiss Peter peter.reiss@cea.fr
CEA
DRF/IRIG//SYMMES
CEA IRIG-SyMMES
17 rue des Martyrs
0438789719

Tuteur / Responsable de thèse

Reiss Peter peter.reiss@cea.fr
CEA
DRF/IRIG//SYMMES
CEA IRIG-SyMMES
17 rue des Martyrs
0438789719

En savoir plus

https://www.symmes.fr/en/Pages/Peter-Reiss.aspx
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