Post-doc (H/F) – Adaptation de la physique des excitons à l’échelle sub-nanométrique dans les hétérostructures de Van der Waals par torsion – TEXTURES ; CNRS , France

Département

Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg

Domaine de recherche

Physique » Propriétés de la matière condensée
Physique » Physique du solide
Physique » Physique des surfaces

Profil de chercheur

Chercheur de première étape (R1)

Pays

France

Date limite d’inscription

15 mars 2024 – 23h59 (UTC)

Type de contrat

Temporaire

Statut du travail

À temps plein

Heures par semaine

35

Date de début de l’offre

1 octobre 2024

Le poste est-il financé par le programme-cadre de recherche de l’UE ?

Non financé par un programme de l’UE

L’emploi est-il lié au poste du personnel au sein d’une infrastructure de recherche ?

Non

Description de l’offre

Ce projet postdoctoral vise une compréhension et un contrôle complets des excitons (c’est-à-dire des paires électron-trou liées) dans les hétérostructures torsadées de Van der Waals (vdW) [1], c’est-à-dire des empilements de matériaux 2D avec un désalignement rotationnel. Ces systèmes présentent des super-réseaux de moiré, dans lesquels les propriétés électroniques et optiques sont modulées avec des longueurs d’onde de moiré accordables par torsion. Plus précisément, les observations récentes d’une riche variété d’excitons moirés dans des bicouches torsadées de matériaux 2D, en particulier les dichalcogénures de métaux de transition (TMD), jettent les bases de l’AQMÉ. L’ingénierie des excitons et des porteurs de charge dans les super-réseaux moirés est extrêmement prometteuse pour la nano(opto)électronique quantique ; elle se heurte cependant à des difficultés expérimentales majeures. En effet, les propriétés électroniques et optiques des hétérostructures vdW sont régies par des effets intrinsèques (angle de torsion, effets de proximité) et extrinsèques (défauts, désordre diélectrique, déformation, reconstruction atomique), qui se produisent tous à l’échelle (sub)nanométrique. Les avancées technologiques basées sur les matériaux 2D nécessitent des réponses aux questions fondamentales ci-dessous :

– Comment le désordre extrinsèque et les superpotentiels de moiré modifient-ils les propriétés optiques à l’échelle nanométrique des matériaux bidimensionnels ?
– Comment les excitons se localisent-ils dans les superpotentiels moirés ? Les excitons localisés sont-ils couplés de manière cohérente les uns aux autres ? Quelles sont leurs propriétés optiques quantiques ?
– Comment la dynamique des excitons nano et picosecondes peut-elle être contrôlée de manière externe à l’échelle nanométrique ?

Pour répondre à ces questions, nous allons d’abord fabriquer et caractériser entièrement des hétérostructures vdW ultrapropres avec un angle de torsion finement contrôlé. Deuxièmement, à l’aide d’un microscope à effet tunnel (STM) équipé d’un accès optique, nous réaliserons des études de spectroscopie optique et de photonique quantique avec une résolution temporelle de pointe et une résolution spatiale sans précédent jusqu’à l’échelle atomique. Ainsi, nous contrôlerons les phénomènes quantiques qui sont essentiels au développement de futures technologies basées sur les super-réseaux moirés.

Références sélectionnées :
[1] N. Wilson et al., Nature 599, 383 (2021) – doi : 10.1038/s41586-021-03979-1
[2] K. Seyler et al., Nature 567, 66 (2019) – est ce que je:10.1038/s41586-019-0957-1
[3] LE Parra Lopez et al., Nature Materials 22, 482 (2023) – est ce que je:10.1038/s41563-023-01494-4 | Communiqué de presse Unistra et CNRS | nouvelles et opinions (doi:10.1038/s41563-023-01514-3) | préimpression : arXiv :2204.14022

– Fabriquer des hétérostructures van der Waals en utilisant des méthodes de transfert en salle blanche.
– Effectuer une caractérisation optique sur ces hétérostructures
– Effectuer des mesures de microscopie à effet tunnel (STM), y compris la spectroscopie à effet tunnel
– Émission de lumière induite par STM, spectroscopie optique améliorée par pointe et nanoscopie
– Contribuer à la maintenance de la configuration STM
– Analyser et modéliser les résultats expérimentaux.
– Contribuer activement à la rédaction d’articles scientifiques.

Ces tâches doivent être réalisées de manière autonome, en interaction régulière avec l’équipe d’accueil.

Intégration dans l’équipe d’accueil et la communauté scientifique locale :
Le projet sera réalisé à l’Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS, voir ci-dessous) au sein d’une collaboration étroite impliquant l’équipe Nano Optique et Matériaux de Basse Dimension ( https://fcbg.team ) et l’équipe STM (https://www-ipcms.u-strasbg.fr/stmipcms/ ). Ces deux équipes comprennent actuellement cinq permanents, deux ingénieurs, 4 doctorants, 2 postdocs et plusieurs stagiaires MSc. En complément du sujet décrit ci-dessus, nous développons des activités très complémentaires sur l’opto-électro-mécanique des matériaux 2D, les matériaux magnétiques 2D (magno-opto-mécanique), la photonique à l’échelle atomique et le magnétisme. Nous interagissons avec plusieurs ingénieurs et techniciens du laboratoire et sommes des utilisateurs réguliers de la plateforme de nanofabrication STnano, où nous assemblons des hétérostructures de van der Waals et fabriquons des nano-résonateurs 2D. Dans le cadre d’un axe thématique transversal, nous collaborons activement avec plusieurs collègues de l’IPCMS et hors laboratoire (ISMO à Paris-Saclay, CESQ/ISIS à Strasbourg, LNCMI-Grenoble, LPCNO à Toulouse, Uni. Luxembourg, La Sapienza à Rome, EMPA Dübendorf, etc.). La thèse bénéficiera naturellement des synergies locales et de notre réseau de collaborations.
Nos équipes sont activement impliquées dans les réseaux de recherche HOWDI (hétérostructures de van der Waals de faible dimension), NS-CPU (Nanosciences avec microscopie en champ proche sous ultra haut vide) (appelés GDR en France).

A propos de l’IPCMS :
L’IPCMS est une JRU (Unité Mixte de Recherche) entre le CNRS et l’Université de Strasbourg, forte de 30 ans d’histoire en tant qu’institution scientifique de premier plan à l’interface entre la physique de la matière condensée, les sciences des surfaces, l’optique, les sciences des matériaux et chimie. Le CNRS est le plus grand organisme public de recherche interdisciplinaire en France, avec plus de 33 000 personnes travaillant dans +1 100 laboratoires. L’Université de Strasbourg (Unistra) est l’une des meilleures universités françaises, accueillant 4 lauréats du prix Nobel et 1 lauréat du prix Kavli. Le CNRS et l’UNISTRA ont obtenu le label HRS4R en 2017. Depuis 2011, l’Unistra bénéficie d’une « Initiative d’Excellence (IdEx) » nationale renouvelée en 2016. Les domaines d’expertise les plus reconnus de l’IPCMS sont la conception et la fabrication de molécules moléculaires. et systèmes nanostructurés ou auto-organisés, nanomagnétisme et couplage magnétoélectrique, spintronique, nanoélectronique et optoélectronique, processus ultra-rapides de matière condensée, techniques de microscopie en champ proche à basse température et microscopie électronique à transmission. Les applications couvrent principalement les nouveaux matériaux pour les technologies de l’information, la santé et l’énergie. Le laboratoire s’inscrit dans un contexte régional transfrontalier d’excellence scientifique dans lequel il joue un rôle structurant avec de nombreuses collaborations européennes et internationales.
L’IPCMS est un partenaire clé d’un institut thématique interdisciplinaire (ITI) récemment financé sur la science quantique et les nanomatériaux à l’Unistra (QMat). QMat associe une école doctorale internationale et un financement de recherche qui offriront de nombreuses opportunités aux doctorants (enseignement, tutorat, réseautage). Ateliers de pointe (mécanique, électronique), calculateurs, plateformes de caractérisation (microscopie électronique, microscopie à force atomique, caractérisation de surfaces) et salle blanche (STnano) composent un environnement idéal et stimulant pour effectuer des recherches de pointe sur les matériaux 2D.
L’Unistra est partenaire du programme QuanTEdu France, initiative nationale d’enseignement des sciences et technologies quantiques.
Idex, ITI et QuanTEdu France sont des financements nationaux prestigieux du « PIA » : Programme d’Investissements d’Avenir), alloués pour une durée de 10 ans.

Exigences

Domaine de recherche

La physique

niveau d’éducation

Doctorat ou équivalent

Domaine de recherche

La physique

niveau d’éducation

Doctorat ou équivalent

Domaine de recherche

La physique

niveau d’éducation

Doctorat ou équivalent

Langues

FRANÇAIS

Niveau

Basique

Domaine de recherche

Physique » Propriétés de la matière condensée

Années d’expérience en recherche

Aucun

Domaine de recherche

Physique » Physique du solide

Années d’expérience en recherche

Aucun

Domaine de recherche

Physique » Physique des surfaces

Années d’expérience en recherche

Aucun

Informations complémentaires
Critères d’éligibilité

– connaissance de la physique des matériaux bidimensionnels
– connaissance générale de la physique de la matière condensée et des interactions lumière-matière
– expérience du travail en salle blanche (nanofabrication, fortement préférée)
– expérience en optique expérimentale et spectroscopie optique
– expertise dans les techniques de sondes à balayage, de préférence à basse température sous ultra-vide
– expertise en instrumentation électronique
– très bon niveau d’anglais
– compétences informatiques (programmation, analyse de données, interfaçage)
Python (ou Matlab ou similaire), LaTeX, Origin, Office pack ou similaire, Inkscape ou similaire

Commentaires supplémentaires

Le candidat doit avoir obtenu un doctorat en physique. Les candidats titulaires d’un doctorat en science des matériaux, en génie électrique ou en génie mécanique pourraient également être pris en considération.
Nous recherchons un candidat possédant une solide formation en physique fondamentale et un goût prononcé pour la recherche expérimentale à l’interface entre la physique de la matière condensée, la spectroscopie optique et la photonique quantique. Le candidat assemblera et caractérisera les hétérostructures vdW, effectuera des mesures optiques et basées sur STM, des analyses de données et une modélisation.
Il/elle doit être capable de travailler de manière indépendante dans un environnement multidisciplinaire et posséder une attitude axée sur la curiosité.
Une bonne maîtrise de l’anglais écrit et parlé est obligatoire. La connaissance du français ou la volonté d’apprendre la langue n’est pas obligatoire mais serait un atout.
Le candidat doit fournir une lettre de motivation, un CV détaillé comprenant une liste de notes et les coordonnées d’une (ou deux) références.

Site Web pour plus de détails sur le travail

https://emploi.cnrs.fr/Offres/CDD/UMR7504-CATBON-064/Default.aspx

Lieu(x) de travail

Nombre d’offres disponibles

1

Entreprise/Institut

Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg

Pays

France

Ville

STRASBOURG

Champ géographique

Où postuler

Site web

https://emploi.cnrs.fr/Candidat/Offre/UMR7504-CATBON-064/Candidater.aspx