9 sujets /NIMBE/LICSEN

Dernière mise à jour : 09-08-2020


 

Dispositifs opto-électroniques à base de nanotubes de carbone pour la photonique sur silicium

SL-DRF-20-0543

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 :

Arianna FILORAMO

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2020

Contact :

Arianna FILORAMO
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Directeur de thèse :

Arianna FILORAMO
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=filoramo

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Les nanotubes de carbone mono-paroi présentent des propriétés électroniques remarquables, qui ont fait l’objet d’études intensives aussi bien en recherche fondamentale que pour leurs applications en nanoélectronique. Plus récemment, avec le développement d’une meilleure maitrise du matériau d’autres perspectives et champs d’applications se sont ouverts. C’est notamment le cas en optique et en optoélectronique où les nanotubes de carbone constituent un matériau de choix.

Plus spécifiquement, les nanotubes de carbone présentent des transitions optiques dont l’énergie varie en fonction de leur diamètre et de leur chiralité et qui se situent généralement dans le proche infrarouge [1, 2]. Cette caractéristique combinée à leurs propriétés électriques exceptionnelles fait que les dispositifs optoélectroniques à base de nanotubes de carbone suscitent beaucoup d’intérêt [3, 4, 5].



En effet, le silicium qui est le matériau à la base des technologies du traitement de l’information, a un gap indirect et l’intégration des nanotubes de carbone permettra d’envisager une multitude d’applications et une avancée décisive pour les futurs circuits photoniques.



Dans ce projet nous comptons tout d’abord contribuer par l’étude des propriétés d’électroluminescence et de photo-courant des dispositifs à nanotubes triés en chiralité [6-14]. Ici, nous nous intéresserons à une réduction drastique de la distribution en chiralité pour étudier ensuite l’influence et les caractéristiques des état excitoniques piégés. La compréhension de ces phénomènes est primordiale pour réaliser des dispositifs performants à température ambiante (photo-détecteurs, LEDs performantes et sources de photon unique). Enfin, nous considèrerons également les dispositifs hybrides opto-électro-mécaniques et nous les intégrerons dans une plateforme photonique silicium.





[1] S. M. Bachilo et al. Science 298, 2361 (2002) ;

[2] O’Connell M. J. et al., Science 297, 593 (2002) ;

[3] Freitag et al., NanoLetter 6, 1425 (2006) ;

[4] Mueller et al., NatureNanotech. 5, 27 (2010) ;

[5] S.Wang et al. Nano Letter 11, 23 (2011);

[6] Nish, A. et al. Nat. Nanotechnol. 2, 640 (2007) ;

[7] Chen, F. et al. Nano Lett. 7, 3013 (2007) ;

[8] Nish, A. et al. Nanotechnology 19, 095603 (2008) ;

[9] Hwang, J.-Y. et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 3543-3553 (2008) ;

[10] Gaufrès E. et al., Appl. Phys. Lett. 96, 231105 (2010) ;

[11] Gao, J. et al. Carbon 49, 333 (2011);

[12] Tange M. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 4, 6458 (2012)

[13] Sarti F. et al Nano Research 9, 2478 (2016)

[14] Balestrieri M. et al Advanced Functional Materials 1702341 (2017).

Developpement de méthodes de fonctionnalisation des nanotubes de carbone et du graphène pour la conversion d’énergie

SL-DRF-20-0059

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Le but de cette thèse est de développer des nouvelles méthodes de fonctionnalisation des nanomatériaux carbonés (nanotubes de carbone et graphène) possédant à la fois les avantages des méthodes covalentes (stabilité des assemblages, facilité de purification et de manipulation) et celles des méthodes non-covalentes (conservation intacte du système p-conjugué des nanotubes/du graphène) sans les inconvénients respectifs de ces deux méthodes.

L’intérêt de ce projet va bien au-delà de la simple fonctionnalisation de nano-objets : d’un point de vu fondamental, ces travaux vont permette d’étudier la façon dont les molécules interagissent et se déposent à la surface des nanomatériaux. Le contrôle de ces propriétés peut permettre de maximiser certaines interactions et favoriser, par exemple, le tri des nanotubes de carbone en fonction de leur chiralité. D’un point de vu plus applicatif et en fonction des matériaux qui vont interagir avec les nanotubes/graphène des applications dans le domaine du photovoltaïque, de la catalyse, de l’électronique et la spintronique moléculaire peuvent émerger.
Etudes de procédés de recyclage de composants de circuits imprimés

SL-DRF-20-1115

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Jean-Christophe GABRIEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2020

Contact :

Jean-Christophe GABRIEL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0676043559

Directeur de thèse :

Jean-Christophe GABRIEL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0676043559

Page perso : https://www.researchgate.net/profile/Jean-Christophe_Gabriel

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/index.php

Voir aussi : https://research.ntu.edu.sg/scarce

Ce projet de thèse se situe dans le cadre d’une thèse en co-tutelle entre l’université de Paris-Saclay et l’université technologique Nanyang (NTU) de Singapour. Ce projet vise au développement de nouveau procédés d’extraction de matériaux stratégiques (notamment les terres rares, métaux réfractaires, métaux précieux) de façon plus respectueuse de l’environnement. Il se situe donc dans un cadre d’impacts sociétal, économique et environnemental important. Plus spécifiquement, le sujet a comme objectif d’utiliser des méthodes de pointe pour permettre le développement de nouveaux procédés viables commercialement. Il s’agira notamment de l’étude rapide de nouveaux procédés de tri de composants et d’extraction liquide-liquide ou liquide-solide utilisant une plateforme microfluidique instrumentée (FTIR, XRF)fonctionnelle développée au laboratoire. Cette plateforme permet, de façon reproductible et dans un environnement contrôlé (T) (https://theconversation.com/de-nouvelles-technologies-pour-recycler-les-dechets-electroniques-132530). Le dispositif sera ensuite utilisé pour l’étude de diagrammes de phase de fluides complexes.



Lors de sa thèse, l'étudiant sera exposé à un environnement pluridisciplinaire et amené à réaliser des expériences dans des domaines variés tels que la chimie inorganique, la physico-chimie, la thermochimie, micro-fabrication en salles blanches, l'instrumentation et les méthodes de nano-caractérisation. Pour la réalisation de ces dernières, il aura accès à une gamme très large et variée d'équipements allant du microscope optique au synchrotron de dernière génération (ESRF), en passant par les microscopes à effet de champs ou électroniques, la fluorescence X, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, l’ICP etc.



Cette thèse est donc une excellente opportunité de croissance professionnelle tant d'un point de vue de vos connaissances, que de vos savoir-faire.
Extraction liquide-liquide en milieu supercritique et désextraction associée

SL-DRF-20-0558

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Jean-Christophe GABRIEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Jean-Christophe GABRIEL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0676043559

Directeur de thèse :

Jean-Christophe GABRIEL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0676043559

Page perso : http://inac.cea.fr/Phocea/Pisp/index.php?nom=jean-christophe.gabriel

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Voir aussi : https://fr.linkedin.com/in/jcpgabriel

L’objectif de ce travail de thèse, sera de démontrer une approche viable d’extraction en milieu supercritique ainsi que pour la désextraction. Pour cela, l’approche devra permettre d’extraire d’une solution aqueuse, et de façon spécifiques, certains éléments chimiques, par exemple tels que les terres rares (pour leur intérêt propre mais aussi comme simulant d’actinides). Cette solution pourra être une simulation d’un jus de dissolution (lixiviat) ou d’une solution issue d’un processus de décontamination.



Lors de sa thèse, l'étudiant sera exposé à un environnement pluridisciplinaire et amené à réaliser des expériences dans des domaines variés tels que la chimie organique ou moléculaire, la physico-chimie, et les méthodes de caractérisation. Pour la réalisation de ces dernières, il aura accès à une gamme très large et variée d'équipements allant du microscope optique au synchrotron de dernière génération (ESRF),diffraction des RX, en passant par le SAXS, les spectroscopies RMN, FTIR et UV-Vis. L’étudiant sera aussi amené à publier ses résultats à des congrès internationaux ou dans des journaux scientifiques à comité de lecture ainsi que, le cas échéant, à protéger ses inventions par le biais du dépôt de demandes de brevets et encadrer des stagiaires.



Cette thèse est donc une excellente opportunité de croissance professionnelle tant d'un point de vue de vos connaissances, que de vos savoir-faire et capacités en communication écrite ou orale.

Films polymères bactériostatiques

SL-DRF-20-0531

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Geraldine CARROT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Directeur de thèse :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=carrot

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

La prolifération microbienne représente une importante préoccupation dans de nombreuses applications commerciales, en particulier l’emballage alimentaire où la détérioration du produit est étroitement liée à des enjeux à la fois économiques et environnementaux (diminution des déchets alimentaires en augmentant la DLC, date limite de consommation). Dans ce domaine particulier, le défi est double: 1-limiter la croissance de la flore totale (pour éviter la prolifération responsable de la détérioration), et 2-préserver une certaine quantité de bactéries endogènes utiles pour une maturation favorable du produit alimentaire frais. L’effet attendu est donc davantage bactériostatique que purement antibactérien. Nous avons besoin de matériaux qui combinent à la fois des propriétés attractives et biocides. Dans ce contexte, les polymères cationiques stables sont particulièrement intéressants (faible CMI en solution, Concentration Minimale d’Inhibition). Le challenge ici sera de développer une méthode de greffage ou de fonctionnalisation robuste et efficace afin d’incorporer des polymères sur divers substrats tels que le verre, l’inox et en particulier, les polyoléfines qui sont largement utilisés dans les emballages alimentaires. Ce projet de thèse implique deux Laboratoires académiques: CEA/NIMBE-LICSEN, expert en chimie de surface et AgroParisTech/INRA-MICALIS spécialisé dans l’étude de la bio-adhésion et des biofilms. Des partenaires industriels sont également impliqués dans ce projet.
Nanoparticules fonctionnalisées pour la radiosensibilisation

SL-DRF-20-0532

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Geraldine CARROT

Jean-Philippe RENAULT

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

Contact :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Directeur de thèse :

Jean-Philippe RENAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 50

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=carrot

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

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

Ce projet repose sur le développement de nouveaux systèmes de relargage de principes actifs basés sur la dégradation de polymères par irradiation. Ce type de stimulus n’a jamais été exploré auparavant, pour de telles applications. Cela permet d’envisager un vrai couplage radiothérapie/ chimiothérapie qui se différencie du simple relargage ciblé. L’objectif est de réaliser la synthèse d’une bibliothèque de copolymères amphiphiles originaux, avec un bloc polymère soluble dans l’eau/biocompatible, et un autre bloc hydrophobe/radiosensible. L’auto-assemblage dans des micelles ou des vésicules mènera à des objets avec un coeur radiosensible où sera localisé le principe actif. Le premier avantage de ces nouveaux systèmes est de contrôler plus finement le ciblage des principes actifs vers les cellules tumorales afin de limiter les effets secondaires liés à la chimiothérapie et la radiothérapie, via la position du faisceau d’irradiation et/ou les doses absorbées.
Surfaces greffées de polymères bioactifs pour limiter la résistance des bactéries

SL-DRF-20-0793

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Geraldine CARROT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Directeur de thèse :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=carrot

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Les bactéries sont omniprésentes dans notre environnement qu’il soit naturel, industriel, médico-hospitalier… Leur présence n’est généralement pas néfaste, elle peut même être bénéfique. Néanmoins, certaines d’entre elles étant pathogènes, elles peuvent représenter un véritable danger pour l’homme et être à l’origine de problèmes sanitaires et de santé publique parfois sévères. Maîtriser cette flore microbienne ainsi que son développement restent aujourd’hui encore de véritables challenges dans différents secteurs d’applications.



De très récentes études ont montré qu’après seulement quelques heures d’adhésion à la surface des supports récepteurs, les bactéries étaient capables de « sentir » le contact avec les surfaces et de modifier leur protéome. Parmi les protéines sur ou sous exprimées, certaines sont impliquées dans la réactivité des bactéries aux antimicrobiens. Ces données originales pourraient expliquer certains des phénomènes de résistance aujourd’hui observés. Quelles sont les caractéristiques de surfaces impliquées dans ces évolutions physiologiques ’ Voilà une question centrale à laquelle il est aujourd’hui essentiel d’apporter des éléments de connaissances et de réponses pour pouvoir, à terme, intervenir sur le choix des surfaces au contact ou sur les modifications de surfaces à réaliser (implants, environnement médico-hospitalier, etc..).



La thèse proposée sera donc centrée sur la conception de surfaces modifiées par des polymères déjà étudiés précédemment (projet ANR BRICAPAC), montrant des interactions fortes avec les bactéries et un effet bactériostatique modulable. Ici, on va chercher à mieux comprendre l’impact de telles interactions en modifiant les paramètres physico-chimiques de la couche polymère. On cherchera également à greffer d’autres types de polymères avec par exemple des charges différentes ou à former des copolymères amphiphiles ou ampholytes. Des surfaces 3D seront également greffées (à partir de nanoparticules) afin d’étudier l’impact des interactions en solution. Enfin, des surfaces nanostructurées à motifs définis pourront être obtenues à partir de polymères ou de nanoparticules greffées, grâce aux techniques d’impression jet d’encre. Ces nouvelles surfaces devraient permettre d’identifier les facteurs à l’origine des adaptations précédemment discutées (composition chimique, forces d’adhésion bactéries/surfaces, contraintes mécaniques…). La thèse proposée concernera donc l’étude de la réactivité aux agents antimicrobiens des bactéries, pathogènes ou non, après adhésion à ces surfaces. Elle sera réalisée en étroite collaboration avec une équipe partenaire spécialisée dans l’étude de la bioadhésion et de la réactivité des bactéries fixées (AgroParisTech INRA, UMR GMPA, Massy).

Synthèse et propriétés optiques de nanoparticules de graphène

SL-DRF-20-0058

Domaine de recherche : Chimie
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 :

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

Depuis sa découverte qui a valu le Prix Nobel de Physique à A. Geim et K. Novoselov en 2010, le graphène a provoqué l’engouement de la communauté scientifique. À cause de ces propriétés électroniques, le graphène est vu comme un matériau de choix pour de très nombreuses applications : électronique/optoélectronique rapide et flexible, électrode ou matériau actif dans le domaine des énergies renouvelables (photovoltaïque, piles à combustible, supercondensateurs).



Pour de nombreuses applications, il convient d’être capable de modifier et de contrôler les propriétés électroniques du graphène. Ceci peut être réalisé grâce à l’apport de la chimie organique. Dans ce sujet, nous proposons de synthétiser des motifs graphéniques en particulier des nanoparticules de graphène et d’étudier leurs propriétés d’absorption et d’émission dans l’IR. Ce projet sera développé en collaboration avec des physiciens, le candidat devra donc avoir un gout prononcé pour le travail pluridisciplinaire.
Synthèse et étude des propriétés optoélectroniques d'hétérostructures de matériaux semiconducteurs bidimensionnels

SL-DRF-20-0521

Domaine de recherche : Physique du solide, surfaces et interfaces
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 :

Vincent DERYCKE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Vincent DERYCKE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169085565

Directeur de thèse :

Vincent DERYCKE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169085565

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/vincent.derycke/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/index.php

Les matériaux bidimensionnels (2D), c’est-à-dire dont l'épaisseur est de dimension atomique (comme par exemple le graphène) constituent depuis 2004 un domaine de recherche à part entière. Ce domaine est d'un dynamisme exceptionnel, tant sur le plan fondamental qu'en termes de perspectives d'applications. Parmi les matériaux 2D, les monocouches de dichalcogénures de métaux de transition (TMDCs) comme MoS2, MoTe2, WSe2, SnS2, HfS2 sont des semiconducteurs ultra-minces aux propriétés particulièrement intéressantes pour l'électronique, l'optique ou dans le domaine des nouvelles énergies. De façon plus remarquable encore, ces matériaux 2D peuvent être combinés entre eux pour former des hétérostuctures de van der Waals (HS-vdW) et constituer ainsi une palette de matériaux totalement nouveaux aux propriétés ajustables. Dans la large famille des TMDCs bidimensionnels, le projet se concentrera sur l'association de matériaux semiconducteurs à gap direct ayant respectivement une faible et une forte affinité électronique permettant de former des hétérostructures de type-II. Sous éclairement, ces hétérostructures conduiront à une séparation efficace des charges photo-générées, phénomène clé pour les photo-détecteurs, les cellules photovoltaïques ou la photo-catalyse par exemple. Dans ce contexte, ce sujet de thèse inclura: (1) la synthèse de différents semi-conducteurs 2D (MoS2, WS2, SnS2) par CVD (chemical vapor deposition) et leur association en hétérostructures verticales ou latérales, (2) la caractérisation détaillée des propriétés physiques et chimiques des matériaux individuels et des hétérostructures, (3) l'évaluation du potentiel de ces hétérostructures pour des applications en optoélectronique et en catalyse. Ce dernier aspect passera par la réalisation et l'étude de dispositifs de type transistors et phototransistors à hétérostructures 2D dont les modes de fonctionnement et les performances seront étudiés en détails.

• Chimie

• Physique du solide, surfaces et interfaces

 

 

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