Doctorant en Chimie de la Matière Condensée

Vous souhaitez contribuer aux avancées de la recherche en matière d’énergie durable ?

Rejoignez l’Institut des Sciences Moléculaires (ISM) – de l’Université de Bordeaux !

L'Institut des Sciences Moléculaires a été créé au 1er janvier 2007. Il comprend 130 personnels permanents et près de 150 doctorants et post-doctorants répartis au sein de 10 groupes de recherche, ayant pour compétences scientifiques : la chimie théorique et la modélisation, la synthèse organique, la spectroscopie, la chimie analytique, la reconnaissance moléculaire, la chimie de l'environnement.

Dans le cadre du projet OSCARE, financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), nous recrutons un∙e Doctorant∙e dont les travaux porteront sur les Hétéro-nanostructures à base d’oxydes métalliques pour la photocatalyse hétérogène.

Ce projet est axé sur l’étude des Hétéro-nanostructures dissymétriques optimisées à base d'oxydes métalliques avec séparation des porteurs de charge améliorée pour des applications en conversion de l'énergie solaire.

Le développement de technologies propres et durables représente l’un des défis majeurs de nos sociétés modernes.

Ainsi, la photocatalyse hétérogène semi-conductrice d’oxyde métallique sous irradiation solaire est considérée comme l’une des voies les plus prometteuses pour la production de H2, la conversion de CO2 et la dépollution de l’eau.

La limitation des phénomènes de recombinaison de charge, pour atteindre des rendements photocatalytiques élevés reste un défi à relever.

L’objectif de ce projet de thèse est de mettre en œuvre une voie synthétique innovante, basée sur une méthode de dépôt de co-catalyseur laser opto-fluidique sur des nanoparticules d’oxyde de métal facetté. Cela permettra de contrôler la croissance du catalyseur à l’échelle nanométrique et produira des hétéronanophotocatalyseurs avec une asymétrie réglable pour la génération d’oxygène et d’hydrogène par photolyse directe de l’eau.

Votre mission principale consistera à combiner la chimie inorganique, la science des matériaux, les processus photophysiques et la photocatalyse dans le but de valider votre Doctorat en Chimie, mention Physico-Chimie de la Matière Condensée.

Une première étape consistera à synthétiser des particules sub-micrométriques avec des facettes exposées bien contrôlées d’oxydes de semi-conducteurs ternaires en utilisant des voies de chimie douce.

• La synthèse de nanoparticules facettées
• La photodéposition laser de co-catalyseurs sur nanoparticules facettées
• Les caractérisations structurales, texturales et morphologiques des nanoobjets obtenus
• La caractérisation des processus électroniques mis en jeu dans ces nanoobjets fonctionnels

L’efficacité photocatalytique des hétéronanostructures les plus prometteuses sera testée et optimisée pour la production d’hydrogène et/ou d’oxygène sous irradiation solaire dans le cadre d’une collaboration avec l’Université de Strasbourg.

Les + de ce poste : Ce projet de thèse interdisciplinaire, à l’interface chimie des matériaux/photophysique, sera réalisé en étroite collaboration entre l’équipe ISM experte dans la synthèse et la caractérisation de particules facettées utilisant des voies de chimie douce (sol-gel, hydro/solvothermal) et l’équipe LOMA experte en méthodes de dépôt laser.

Cette approche originale et sa polyvalence permettront de synthétiser une bibliothèque d’hétéronanostructures avec différentes configurations inter faciales et réactivités. Cette bibliothèque sera utilisée pour améliorer la compréhension de la photolyse de l’eau en répondant à deux questions cruciales :

• Figure 1 : Schematic representation of the two morphologies for the targeted heteronanostructures.

  Quel facteur est prédominant dans l’efficacité d’un photocatalyseur ?  La présence de multi-points ou le dépôt régiosélectif mono-point de co-catalyseurs, du même volume global, entraînant une asymétrie significative et des champs électriques forts pour séparer les porteurs de charge (Figure 1)?
• Quelle est l’importance de la taille des nanodépôts co-catalyseurs dans ce processus?

Titulaire d’un diplôme de Master en Chimie, Physique-Chimie ou dans le domaine de la Sciences des Matériaux, vous avez idéalement effectué un stage de 6 mois sur la caractérisation des matériaux et/ou synthèse de nanoparticules d'oxydes métalliques de taille et de forme contrôlées.

• Vous êtes curieux∙se, ouvert∙e d’esprit et capable d’initiatives originales
• Vous maîtrisez l’utilisation de microscopes électronique (MEB et MET), spectroscopes (photoélectrons, UV-visible, Raman)
• Vous avez des connaissances en chimie sol-gel et colloïdale, en nanomatériaux, en diffraction des rayons X sur poudre
• Des compétences complémentaires en photocatalyse hétérogène seront appréciées
• Vous souhaitez travaillez sur un projet multidisciplinaire
• Vous avez des aptitudes à l’autonomie dans vos activités et au partage de vos résultats

Vous souhaitez relever ce défi avec nous ? Postulez-vite !