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Les sujets de thèses

Dernière mise à jour : 30-04-2017

12 sujets IRAMIS

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• Interactions rayonnement-matière

 

Défauts primaires dans les perovskites halogénées: effet sur la stabilité et le fonctionnement pour les applications photovoltaiques

SL-DRF-17-0495

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Bernard GEFFROY

Catherine CORBEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Bernard GEFFROY

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 33 43 87

Directeur de thèse :

Catherine CORBEL

CEA - DRF/IRAMIS/LSI/LSI

01 69 33 44 98

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=bgeffroy

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Une nouvelle classe de cellules solaires à base de pérovskite (HOIP : Hybrid Organic Inorganic Perovskites) est apparue en 2012 et en seulement 6 ans, leur rendement de conversion photovoltaïque a rapidement augmenté, passant d'environ 4% en 2009 à plus de 22% au début de 2016.

Les matériaux absorbeurs de photons sont constitués de cristaux de pérovskite halogénée hybride organique-inorganique (HOIPs, ex. CH3NH3PbI3). Un obstacle majeur à l’industrialisation de cette technologie reste la stabilité des matériaux dans des conditions d’exploitation (intensité lumineuse, champ électrique, température, environnement). Il est suggéré que la migration ionique ainsi que les défauts structuraux dans les matériaux HOIPs soient à l’origine de leur dégradation. Comprendre la nature des défauts pour apporter des solutions à cette instabilité est primordial. A cette fin, le projet propose de déterminer le comportement de matériaux HOIPs où des défauts primaires ont été introduits de manière contrôlée en utilisant des faisceaux d’électrons. Les propriétés d’absorption de la lumière solaire et de collection des charges générées seront examinées en fonction de la concentration et de la nature des défauts introduits. La présence de défauts associés à des atomes manquants, dits lacunaires, sera mise en évidence en utilisant la spectroscopie d’annihilation du positon.

Etude des mécanismes de densification et formation de défauts ponctuels dans des verres silicatés

SL-DRF-17-0416

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire des Solides Irradiés (LSI)

Laboratoire des Solides Irradiés (LSI)

Saclay

Contact :

Nadege OLLIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Nadege OLLIER

CEA - DRF/IRAMIS/LSI

01 69 33 45 18

Directeur de thèse :

Nadege OLLIER

CEA - DRF/IRAMIS/LSI

01 69 33 45 18

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=ollier

Voir aussi : https://portail.polytechnique.edu/lsi/fr/recherche/dielectriques-verres-et-ceramiques-complexes

Ce sujet porte sur la compréhension des mécanismes de densification et création défauts ponctuels dans les verres silicatés (silice et verres sodiques) par haute pression et irradiation et en particulier en combinant les deux. La silice est largement utilisée dans le domaine de l’optique et ce travail est important pour la tenue radiative des fibres optiques ou des optiques des lasers de forte puissance. Nous travaillerons sur une meilleure compréhension de la structure de ces verres densifiés par haute pression (HP) et irradiation aux électrons ainsi que sur certaines signatures de défauts ponctuels encore mal identifiés.

Un outil de choix sera l’accélérateur SIRIUS du LSI qui nous permettra de faire des mesures de luminescence in situ et d’étudier l’impact de la température, dose d’irradiation. Les autres techniques pour sonder la structure vitreuse seront les spectroscopies Raman/IR et RPE. Ce travail se fera en collaboration avec l’ILM de Lyon (HP) et Linards Skuja (Latvia).

Etude par spectroscopies optiques femtosecondes des dynamiques ultrarapides dans les matériaux à conversion d’énergie solaire

SL-DRF-17-0299

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Saclay

Contact :

Elsa CASSETTE

Thomas GUSTAVSSON

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Elsa CASSETTE

CNRS - DRF/IRAMIS/LIDYL/DICO

0169081940

Directeur de thèse :

Thomas GUSTAVSSON

CNRS - DRF/IRAMIS/LIDYL/DICO

0169089309

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDYL/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=ecassett

Voir aussi : http://iramis-i.cea.fr/LIDYL/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_groupe.php?id_groupe=575

Ce projet consiste à mettre en lumière les processus ultrarapides de conversion d’énergie et de transfert de charge dans les matériaux pour la photovoltaïque afin d’en augmenter l’efficacité et/ou de développer de nouvelles cellules solaires plus performantes. En particulier, nous étudierons la multiplication d'excitons par fission dans les nanostructures à pérovskite hybride, mécanisme capable de générer plus d'un exciton après l’absorption d’un unique photon de haute énergie.

Impulsions XUV attosecondes portant un moment angulaire : synthèse et nouvelles spectroscopies

SL-DRF-17-0145

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Attophysique (ATTO)

Saclay

Contact :

Thierry RUCHON

Bertrand CARRÉ

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2016

Contact :

Thierry RUCHON

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

0169087010

Directeur de thèse :

Bertrand CARRÉ

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

01 6908 5840

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/thierry.ruchon/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDYL/atto/

Voir aussi : http://attolab.fr/

La lumière dans l’extrême ultraviolet (XUV) constitue une sonde universelle de la matière, qu’elle se présente en phase diluée ou condensée : les photons associés à cette gamme spectrale portent une énergie de 10 à 100 eV, suffisante pour ioniser directement atomes, molécules ou objets solides. De grands instruments tels les synchrotrons ou les lasers à électrons libres (LEL), développés plus récemment, fonctionnent dans cette gamme spectrale et permettent d’étudier, tant du point de vue fondamental qu’appliqué, les interactions lumière-matière dans ce régime. Cependant, ces grands instruments n’offrent pas la résolution temporelle permettant d’atteindre les échelles de temps ultimes des interactions lumière-matière, situées dans la gamme attoseconde (1as=10-18s). Une alternative est offerte par le développement, ces dernières années, de sources XUV basées sur la génération d’harmoniques d’ordre élevé (HHG) d’un laser femtoseconde intense. Notre laboratoire a été pionnier pour le développement, le contrôle et la mise en forme de ces sources fournissant des impulsions XUV attosecondes.

Au cours de cette thèse, nous développerons des dispositifs spécifiques faisant porter à ces impulsions un moment angulaire, qu’il soit de spin ou orbital. Ceci ouvrira de nouvelles applications mettant en jeu des spectroscopies résolues en temps ignorées à ce jour. L’accent sera mis sur l’observation de dynamiques attoseconde, d’une part de molécules chirales par dichroïsme circulaire naturel et d’autre part, de dichroïsmes hélicoïdaux sur des surfaces. Ces deux effets restent très largement ignorés à ce jour. Alors que la première application demandera la synthèse d’impulsions portant une polarisation circulaire (moment angulaire de spin), la seconde demandera la synthèse d’impulsions portant un moment angulaire orbital. La thèse se déroulera principalement sur les systèmes lasers de pointe d'Attolab (attolab.fr).

L’étudiant(e) acquerra une pratique de l’optique des lasers, en particulier femtoseconde, et des techniques de spectrométrie de particules chargées. Il (elle) étudiera également les processus de physique des champs forts sur lesquels se basent les théories de génération d'harmonique élevées. Il/elle deviendra un(e) experte de la physique attoseconde. L’acquisition de techniques d’analyse approfondie, d’interfaçage d’expérience seront encouragées même si non indispensables.

Irradiation du collagène isolé par des rayonnements ionisants

SL-DRF-17-0605

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Centre de recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP)

Centre de recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP)

Saclay

Contact :

Jean-Christophe POULLY

Jean-Yves CHESNEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Jean-Christophe POULLY

CEA - DRF/IRAMIS/CIMAP/CIMAP

0231454442

Directeur de thèse :

Jean-Yves CHESNEL

Université de Caen - CIMAP/Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique

02.31.45.25.69

Voir aussi : http://cimap.ensicaen.fr/spip.php?article271

Voir aussi : http://cimap.ensicaen.fr/spip.php?rubrique15

Voir aussi : http://cimap.ensicaen.fr

L’interaction entre les rayonnements ionisants, tels que les photons ou les ions, et les systèmes moléculaires d’intérêt biologique est un domaine de recherche intéressant autant d’un point de vue fondamental qu’appliqué. Notre équipe AMA, au sein du laboratoire CIMAP, a une longue expérience de l’irradiation de ce type de systèmes en phase gazeuse par des expériences de faisceaux croisés. De plus, nous collaborons avec les radiobiologistes de l’équipe LARIA sur la thématique de la dégradation de la matrice extracellulaire du cartilage après irradiation par des faisceaux d’ions, dans le cadre de l’hadronthérapie. Le collagène étant le composant majoritaire de cette matrice, nous étudions l’interaction entre des modèles peptidiques de cette protéine et des photons VUV et X en collaboration entre autres avec le groupe de T. Schlathölter (Université de Groningen, Pays-Bas). Dans le cadre de cette thèse, il est prévu de poursuivre cette collaboration, en se rendant au synchrotron BESSY2 à Berlin (Allemagne) afin de procéder à des expériences d’irradiation de systèmes modèles de la triple hélice du collagène en phase gazeuse par des photons VUV et X, afin de comprendre le rôle de cette structure particulière sur les processus induits par les rayonnements ionisants. Le ou la doctorant(e) devra également développer de nouvelles collaborations dans cette thématique. A Caen, il ou elle aura pour tâche d’utiliser le nouveau montage expérimental récemment validé au laboratoire, et dédié à l’irradiation de molécules par des faisceaux d’ions. Les résultats seront comparés avec ceux obtenus avec les photons, et des modifications du montage seront nécessaires pour l’adapter à des protéines entières.

Mesure temporelle d’impulsions attosecondes générées sur miroir plasma

SL-DRF-17-0399

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Physique à Haute Intensité (PHI)

Saclay

Contact :

Fabien QUÉRÉ

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Fabien QUÉRÉ

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/PHI

01.69.08.10.89

Directeur de thèse :

Fabien QUÉRÉ

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/PHI

01.69.08.10.89

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/fabien.quere/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDYL/PHI/

Lorsqu’une impulsion laser ultra-intense et ultra-brève est focalisée sur une cible solide, cette dernière est fortement ionisée, et ainsi transformée en un plasma dense qui réfléchit l’impulsion incidente de façon spéculaire. La cible se comporte ainsi comme un miroir : on parle de « miroir plasma ». Pour des intensités laser dépassant 10^16 W/cm2, du fait de la réponse fortement non-linéaire du plasma, le spectre de la lumière réfléchie par un tel miroir contient des harmoniques d’ordres élevés de la fréquence incidente. Le spectre large constitué par la superposition des harmoniques générées est associé, dans le domaine temporel, à un train d’impulsions attosecondes (1 as=10^-18 s). La génération de telles impulsions, les plus courtes jamais obtenues, est ainsi un sujet de recherche extrêmement actif à l’échelle internationale, car elles sont suffisamment courtes pour permettre de sonder la dynamique ultra-rapide des électrons dans la matière. L’étude de ce rayonnement fournit également des informations très fines sur la physique de l’interaction entre miroirs plasmas et lasers ultra-intenses. Le but de cette thèse est de réaliser les premières mesures des propriétés temporelles de ces impulsions attosecondes, en utilisant et en améliorant des méthodes de mesure situées à la pointe de la métrologie ultrarapide.

Mécanismes de la radiolyse de l’eau dans les hydrates cimentaires et implication dans la formation de H2

SL-DRF-17-0167

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Sophie LE CAER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2017

Contact :

Sophie LE CAER

CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 58

Directeur de thèse :

Sophie LE CAER

CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 58

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/sophie.le-caer/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Dans les matrices cimentaires utilisées pour le conditionnement des déchets radioactifs de faible et moyenne activité, la radiolyse est à l’origine d’une production de H2 présentant un risque vis-à-vis de la sûreté des entreposages. L’évaluation des quantités émises de H2 repose actuellement sur un modèle ne considérant que la décomposition de l’eau libre, hypothèse conduisant à négliger toute l’eau mobilisée pour la constitution des hydrates cimentaires sous forme d’eau de constitution (OH’) ou de cristallisation (H2O). Or, le principal hydrate, le silicate de calcium hydraté (C-S-H), est un "gel" comportant une quantité d’eau significative sous toutes ses formes, suggérant une susceptibilité radiolytique potentielle.



Dans ce contexte, il convient, d’une part, de démontrer et quantifier la formation de H2 radiolytique à partir des "C-S-H", d’autre part, de comprendre les mécanismes primaires en relation avec leur structure et en particulier avec les différentes formes d’eau en présence. La méthode de travail envisagée consiste à synthétiser plusieurs types de C-S-H différant par la proportion respective de leurs différentes formes d’eau, de les conserver dans une humidité relative contrôlée et de les caractériser avant et après irradiation, celle-ci permettant mesurer le dihydrogène formé. Les matériaux retenus sont des C-S-H cristallisés modèles (tobermorite et jennite) ou des C-S-H plus ou moins amorphes tels qu’issus de l’hydratation du ciment Portland et variant par leur rapport Ca/Si. La caractérisation met en œuvre des essais de sorption-désorption de vapeur d’eau, la diffraction des rayons X, la RMN du proton et du silicium, la spectroscopie infrarouge (du lointain au moyen) pour une humidité relative donnée. Les résultats seront confrontés à des simulations de dynamique moléculaire réalisées sur ces mêmes systèmes.

Nano-imagerie cohérente ultrarapide par source laser harmonique

SL-DRF-17-0642

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Attophysique (ATTO)

Saclay

Contact :

Hamed MERDJI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2016

Contact :

Hamed MERDJI

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

0169085163

Directeur de thèse :

Hamed MERDJI

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

0169085163

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/lidyl/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=merdji

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDyL/ATTO/

L’imagerie cohérente (ou plénoptique) consiste à encoder l’information en 3D d’un objet ou d'un paysage en enregistrant l’angle d’incidence des rayons arrivant sur l’optique d’imagerie. Pour ce faire, on utilise communément une matrice de petites lentilles placées en avant de l’optique d’imagerie. Ce système fonctionne très bien dans le domaine visible et est même commercialisé par plusieurs entreprises, la plus connue étant Lytro aux Etats-Unis (https://www.lytro.com/). Le CEA, dans le cadre du projet européen FET H2020 - VOXEL - propose d’étendre cette technique au domaine des rayons X et à des résolutions nanométrique et femto/attoseconde. Nous utiliserons pour cela les sources harmoniques X cohérentes développées par le groupe ATTOPHYSIQUE. Cette technique doit ouvrir la voie à l’exploration de la matière avec des résolutions temporelles (femtoseconde/attoseconde) et spatiales (nanomètre) inégalées. Le travail de cette thèse consistera à développer expérimentalement et numériquement la nano-imagerie plénoptique ultrarapide.

Processus photophysiques associés au transfert d’électrons chauds entre nanoparticules plasmoniques et adsorbats moléculaires

SL-DRF-17-0272

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Laboratoire d'Electronique et nanoPhotonique Organique (LEPO)

Saclay

Contact :

Celine FIORINI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Celine FIORINI

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/LEPO

0169086238

Directeur de thèse :

Celine FIORINI

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/LEPO

0169086238

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/celine.fiorini/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/

Au-delà de l’exaltation de processus photophysiques (diffusion Raman, conversion de fréquence, fluorescence …), il a récemment été démontré que les nanoparticules (NP) plasmoniques optiquement excitées pouvaient aussi être mises à profit pour activer des transformations chimiques directement et très localement sur leurs surfaces. Ceci ouvre de nombreuses opportunités dans le domaine de la synthèse chimique sélective, la fabrication contrôlée de nanostructures hybrides, la photothérapie, la photocatalyse ... L'identification des paramètres permettant de contrôler ces réactions chimiques induites par plasmons focalise actuellement l'attention d'une large communauté. La difficulté est de faire la part des choses entre les différents phénomènes physiques susceptibles d’avoir lieu i.e., (1) l'échauffement localisé résultant de la thermalisation (interaction électrons-phonons) des électrons chauds générés en excitant une NP à sa résonance ou, (2) les effets de transfert de charge direct entre électrons chauds et molécules placées à proximité.

La thèse a pour but d'étudier les mécanismes de transfert d’électrons chauds entre une particule métallique excitée à résonance plasmon et un adsorbat moléculaire placé à proximité, en absence de solvant (voie sèche) suite à une excitation multiphotonique. Pour cela, nous tirerons parti de l’utilisation conjointe de moyens de caractérisation complémentaires mis en œuvre et maitrisés au CEA / SPEC-LEPO : la microscopie de luminescence à 2 photons (TPL) qui a récemment fait l’objet de développements importants au laboratoire et la microscopie de photoémission d’électrons (PEEM) dont le LEPO est un spécialiste.

Radiosensibilisants en hadronthérapie: mesure des électrons émis par des atomes et nanoparticules métalliques suite à la collision avec des ions

SL-DRF-17-0257

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Centre de recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP)

Centre de recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP)

Saclay

Contact :

Violaine VIZCAINO

Jean-Yves CHESNEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Violaine VIZCAINO

CNRS - DRF/IRAMIS/CIMAP/CIMAP

02 31 45 49 91

Directeur de thèse :

Jean-Yves CHESNEL

Université de Caen - CIMAP/Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique

02.31.45.25.69

Voir aussi : http://cimap.ensicaen.fr/spip.php?article285

Voir aussi : http://cimap.ensicaen.fr/spip.php?rubrique15

L'utilisation de radiosensibilisants, comme les nanoparticules métalliques (Ag, Au, Gd), a été proposé afin de renforcer les effets biologiques des rayonnements ionisants en augmentant localement la dose. Le mécanisme responsable de cette augmentation est la libération importante d’électrons par les nanoparticules (NPs) suite à l’interaction avec le faisceau d'ions primaires ou les particules chargées secondaires. Nous proposons de quantifier ces électrons émis en mesurant les sections efficaces absolues doublement différentielles afin de mieux comprendre les propriétés intrinsèques des NPs sous irradiation et les processus physiques conduisant à l’augmentation des dégâts d'irradiation. Pour cela, nous construisons un nouveau dispositif expérimental : le faisceau cible (atomes ou NPs métalliques) croise perpendiculairement le faisceau projectile d'ions (du keV au MeV) fourni par les lignes du GANIL Les électrons émis sont extraits orthogonalement et analysés en énergie (0-200 eV) et en angle par un spectromètre de type Velocity Map Imaging (VMI). L’étudiant(e) sera chargé(e) de caractériser le dispositif ainsi que de mesurer les premières sections efficaces absolues pour les atomes et les NPs métalliques. Il (elle) participera également à la conception de la source de NPs.

Spectroscopie de photo-ionisation résolue à l’échelle attoseconde

SL-DRF-17-0595

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Attophysique (ATTO)

Saclay

Contact :

Pascal SALIERES

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Pascal SALIERES

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

0169086339

Directeur de thèse :

Pascal SALIERES

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/ATTO

0169086339

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/pascal.salieres/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDYL/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_groupe.php?id_groupe=1149

Ces dernières années, la génération d’impulsions sub-femtosecondes, dites attosecondes (1 as=10-18 s), a connu des progrès spectaculaires. Ces impulsions ultrabrèves ouvrent de nouvelles perspectives d’exploration de la matière à une échelle de temps jusqu’alors inaccessible. Leur génération repose sur la forte interaction non linéaire d’impulsions laser infrarouges (IR) brèves (~20 femtosecondes) et intenses avec des gaz atomiques ou moléculaires. On produit ainsi les harmoniques d’ordre élevé de la fréquence fondamentale, sur une large gamme spectrale (160-10 nm) couvrant l’extrême ultraviolet (UVX). Dans le domaine temporel, ce rayonnement cohérent se présente comme un train d’impulsions d’une durée de ~100 attosecondes [1].



Avec ces impulsions attosecondes, il devient possible d’étudier les dynamiques les plus rapides dans la matière, celles associées aux électrons, qui se déroulent naturellement à cette échelle de temps. La spectroscopie attoseconde permet ainsi l’étude de processus fondamentaux tels que la photo-ionisation et s’intéresse à la question : combien de temps faut-il pour arracher un électron à un atome ou une molécule ’ Plus précisément : combien de temps faut-il à un paquet d’onde électronique produit par absorption d’une impulsion attoseconde pour sortir du potentiel atomique/moléculaire ’ La mesure de ces délais d’ionisation est actuellement un sujet « chaud » dans la communauté scientifique. En particulier, l’étude de la dynamique d’ionisation près des résonances permettrait d’accéder à des informations très fines sur la structure atomique/moléculaire, telles que les réarrangements électroniques dans l’ion suite à l’éjection d’un électron. Nous nous sommes récemment intéressés à l’ionisation près d’une résonance d’auto-ionisation dite « de Fano ». Nous avons montré par ionisation à 2 photons UVX+IR qu’il était possible de « voir » en temps réel la construction du profil de la résonance [2].



L’objectif de la thèse est de généraliser cette technique pour étudier d’autres types de résonances atomiques et moléculaires, telles que les résonances de forme. Seront également étudiées les possibilités de contrôle de la photo-ionisation résonante en jouant sur l’intensité du champ laser IR superposé à l’impulsion attoseconde. Enfin, la mesure de la distribution angulaire des électrons émis, combinée à l’information temporelle détaillée ci-dessus, permettra de reconstruire le film complet 3D de l’éjection des électrons.

Le travail expérimental comprendra la mise en œuvre d’un dispositif, installé sur le laser FAB1 d’Attolab, permettant : i) la génération de rayonnement attoseconde ; ii) sa caractérisation par interférométrie quantique ; iii) son utilisation en spectroscopie de photoionisation (détection d’électrons). Les aspects théoriques seront également développés. L’étudiant(e) sera formé(e) en optique ultrarapide, physique atomique et moléculaire, chimie quantique, et acquerra une large maitrise des techniques de spectroscopie de particules chargées. Des connaissances en optique, optique non linéaire, physique atomique et moléculaire, sont une base requise.

Le travail de thèse donnera lieu à des campagnes d’expériences dans des laboratoires français (ANR CIMBAAD) et européens associés (réseau européen MEDEA : Milan, Lund).



Références :

[1] Y. Mairesse, et al., Science 302, 1540 (2003)

[2] V. Gruson, et al., Science 354, 734 (2016)

Synthèse et étude par diffraction de neutrons de composés chiraux, hôtes de réseaux de skyrmions magnétiques

SL-DRF-17-0635

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire Léon Brillouin (LLB)

Groupe Diffraction Poudres (GDP)

Saclay

Contact :

Isabelle MIREBEAU

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2016

Contact :

Isabelle MIREBEAU

CNRS - DRF/IRAMIS/LLB/G3A

01-69-08-60-89

Directeur de thèse :

Isabelle MIREBEAU

CNRS - DRF/IRAMIS/LLB/G3A

01-69-08-60-89

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/llb/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=mirebea

Voir aussi : http://www-llb.cea.fr/

Voir aussi : https://www.universite-paris-saclay.fr/fr/recherche/laboratoire/institut-de-chimie-moleculaire-et-des-materiaux-dorsay-icmmo

Les skyrmions magnétiques sont des textures de spin un peu analogues à des vortex, qui seront peut-être les briques élémentaires de l’électronique de demain. Si les applications industrielles concernent surtout les couches minces, l’étude de matériaux massifs permet de comprendre en détail la nature des interactions magnétiques pour pouvoir les piloter. Ce sont souvent des matériaux frustrés, dont les températures d’ordre magnétique TC sont basses (quelques dizaines de K). Les mesures de neutrons, comme la diffusion aux petits angles (DNPA) permettent d’observer de telles textures, et ont été les premières à visualiser des réseaux de skyrmions. L’étude par neutrons de monocristaux est cruciale pour distinguer une phase de skyrmions d’une phase hélicoïdale classique.

La thèse, de nature physico-chimique consiste à synthétiser et étudier par neutrons des alliages CoZnMn, sous forme poly et monocristalline, qui abritent des réseaux de skyrmions induits par le champ magnétique au voisinage de TC. Celles-ci qui peuvent dépasser 300K varient fortement avec la concentration. Le but est de caractériser pour chaque composé le diagramme de phase magnétique en fonction de la température et du champ, puis les fluctuations de spin. Il s’agit d’une collaboration entre l’ICMMO (synthèse, caractérisation RX et magnétique, encadrement C. Decorse) et le LLB (diffraction de neutrons, DNPA, expériences au réacteur Orphée et à l’ILL, encadrement I. Mirebeau et N. Martin).

 

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