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Domaine, spécialité : Chimie des matériaux
Mots-Clés : Conductivité thermiqueUnité d’accueil : LLB / NFMQ
Résumé
L’objectif de ce stage de M2 sera d’étudier expérimentalement la conductivité thermique d’un grenat de terres rares présentant un désordre élevé à l’aide de l’approche à haute entropie.
Sujet détaillé
Understanding the parameters which determine the magnitude of thermal conductivity (Κ) in solids is of both fundamental and technological interests. Κ is sensitive to all quasiparticles carrying energy, whether charged or neutral. Foremost among these are phonons, the collective vibrations of atoms in crystals. In terms of applications, thermal properties of solids are at the heart of major social and environmental issues. The need, for instance, for highly efficient thermoelectric and thermal barrier devices to save energy has driven the quest for low thermal conductors. Over time, a range of strategies has thus been suggested to hinder phonon velocities and/or mean free paths: use of weak interatomic bonds, strong anharmonicity, nanoscale designs, or complex or disordered unit cells. Another promising concept to further impair the phonon mean-free path is based on magneto-elastic coupling.
This concept has emerged from the observation of a spin-phonon coupling in some rare-earth perovskites, pyrochlores or garnets. The magnetic excitations involved in the magneto-elastic coupling at play in those compounds are low energy crystal field excitations (CEF). Those are local electronic excitations, thus they do not contribute to κ ; they can significantly reduce the phonon lifetime, however, through new phonon scattering mechanisms.
The aim of this M2 internship will be therefore to investigate experimentally the thermal conductivity of a rare-earth garnet with high disorder using the high-entropy approach.
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 2 mars 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
During this internship you will:- Synthesize a high-entropy crystalline rare-earth garnet single crystal, with high entropy on the A-site (rare-earth site) of the garnet crystal structure, in collaboration with ICMMO, a solid-state chemistry laboratory at Université Paris-Saclay,
- Perform comprehensive thermal conductivity and specific heat measurements down to sub-kelvin temperature on state-of-the art experimental setups, at ICMMO or at ESPCI (Paris),
- If time allows, carry out neutron scattering experiments in a large-scale facility such as ILL, to study CEF dynamics
Liens utiles
- Page Internet du responsable de stage : Francoise Damay
- Page internet du laboratoire : LLB/NFMQ
27 février 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Physique de la matière condensée
Unité d’accueil : LLB / NFMQRésumé
L’objectif du stage M2 proposé est d’étudier numériquement la dispersion des excitations magnétiques dans KTb3F10 à l’aide d’un modèle hamiltonien. Les simulations seront ensuite comparées aux données expérimentales existantes (c’est-à-dire les spectres d’excitation magnétique de KTb3F10 obtenus par diffusion inélastique des neutrons).
Sujet détaillé
Saving energy thanks to highly efficient thermoelectric and thermal barrier devices has driven the quest for low thermal conductors. In insulators, heat is carried by phonons, collective vibrations of atoms. Over time, a range of strategies has been suggested to hinder phonon velocities and/or mean free paths: use of weak interatomic bonds, strong anharmonicity, nanoscale designs, complex or disordered unit cells.
Another promising concept to further impair the phonon mean-free path has emerged from experimental observations in a variety of rare-earth compounds. Indeed, there is a suspicion that local low energy electronic excitations, so-called crystal field excitations (CEF), significantly reduce the phonon lifetime by virtue of a resonant coupling with phonons. Strikingly, tuning the CEF by applying a magnetic field for instance allows one to strongly modify the heat conductivity.
CEF excitations, however, are also sensitive to magnetic excitations between rare earths. As a result, these local modes become collective and acquire a delicate dispersion. In this context, the aim of the proposed M2 internship is to study numerically this dispersion using a model Hamiltonian. Simulations will then be compared with existing experimental data, in this case the magnetic excitations spectra of KTb3F10.
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 2 mars 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
During this internship you will:- Perform calculations of the excitation spectrum of KTb3F10, using a code developed in the LLB laboratory,
- If times permits, expand the model by introducing a magneto-elastic coupling term and compare it with the inelastic neutron scattering data of KTb3F10 at low temperature and various magnetic fields which are already available.
Liens utiles
- Page Internet du responsable de stage : Sylvain Petit.
- Page internet du laboratoire : LLB/NFMQ
27 février 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Biochimie, Biophysique, Biologie structurale
Mots-clés : protéines membranaires, TSPO, systèmes d’expression, spectroscopies optiques, diffusion de rayons X et de neutrons (SAXS/SANS)Unité d’accueil : LLB/MMB
Résumé
Ce stage offre l’opportunité d’explorer TSPO, une protéine membranaire mitochondriale intrigante, utilisée en neuro-imagerie comme marqueur de l’inflammation cérébrale dans les cancers et maladies neurodégénératives. L’objectif est de produire TSPO sous forme native puis d’analyser sa structure et son fonctionnement grâce à des approches biophysiques et structurales de pointe (spectroscopies optiques, diffusion de rayons X et de neutrons, thermophorèse). Ces recherches permettront de mieux cerner le rôle de TSPO et de contribuer au développement de nouveaux outils d’imagerie et de thérapie.

Fig. 1. TSPO comme cible thérapeutique en neuro-imagerie.
(a) tomographie par émission de positons (PET) ; (b) surexpression de TSPO dans le cerveau d’un patient atteint de la maladie d’Alzheimer
Fig. 2. Production et purification de TSPO. (a) Localisation de TSPO dans la membrane externe de la mitochondrie ; (b) stratégie de purification basée sur la reconnaissance de la protéine de fusion fluorescente GFP par des « nanobodies ».
Sujet détaillé
👉 Objectif 1 : Produire TSPO sous forme native
À l’aide de la plateforme ProtEx (I2BC, Saclay), nous avons déjà établi une preuve de concept en exprimant TSPO en conditions natives dans la levure S. cerevisiae. Le stage consistera à optimiser ce protocole de production et purification, notamment dans différents environnements (détergents, mélanges détergents/lipides, nanodisques lipidiques).
👉 Objectif 2 : Explorer sa structure et son fonctionnement
La protéine produite sera caractérisée par un panel de techniques biophysiques et structurales :
- spectroscopies optiques (absorbance, fluorescence, dichroïsme circulaire),
- diffusion de lumière (MALS, DLS/SLS),
- diffusion aux petits angles des rayons X et neutrons (SAXS au synchrotron SOLEIL, SANS à l’ILL Grenoble),
- mesures d’affinité pour des ligands par thermophorèse (MST).
Les données obtenues permettront de comparer la forme APO et la forme liée à un ligand, pour mieux comprendre les mécanismes de fixation et de stabilité.
Références :
- Structure/function of mTSPO translocator in lipid :surfactant mixed micelles,
Saade C, Pozza A, Bonnete F, Finet S, Lutz-Bueno V, Tully MD, Varela PF, Lacapere JJ, Combet S. Enhanced, Biochimie 224, 3, 2024. - Effect of amphiphilic environment on the solution structure of mouse TSPO translocator protein,
Combet S, Bonneté F, Finet S, Pozza A, Saade C, Martel A, Koutsioubas A, Lacapère JJ. Biochimie 205, 61-72, 2023.
Lieu du stage
Laboratoire Léon-Brillouin (CEA, CNRS, Université Paris-Saclay), CEA-Saclay, en collaboration avec l’I2BC/B3S, Gif-sur-Yvette, et l’IBPC, Paris.
Conditions de stage
- Durée du stage : 4 à 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2, école d’ingénieurs
- Poursuite possible en thèse : oui
- Date limite de candidature : 30 janvier 2025
Compétences requises
Étudiant de M2 en biophysique, biochimie ou physico-chimie, curieux et motivé par la biologie structurale et les protéines membranaires.
Langue : français ou anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/llb/mmb
- Site web de l’encadrant : https://iramis.cea.fr/en/pisp/sophie-combet/
- Fiche détaillée du sujet de stage
Responsable du stage
Sophie COMBET
Tél. : +33 1 69 08 67 20
E-mail :
15 décembre 20251 mars 20264 mois6 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Physique des liquides
Mots-Clés : Physique des matériaux, optiqueUnité d’accueil : LLB/NFMQ
Résumé
Il est généralement admis que l’écoulement d’un fluide dans un canal ne donne lieu à aucune variation de température (sans source extérieure de chaleur ou sans atteindre des vitesses extrêmes). La densité du liquide n’est pas supposée changer sous écoulement, et donc sa température non plus.
Mais ces lois hydrodynamiques classiques ne sont plus vraies à l’échelle mésoscopique (< 1mm). En outre, notre équipe a montré que les liquides sont dotés à petite échelle, d’élasticité de cisaillement, propriété connue pour être le propre des solides. Nous avons expérimentalement montré que l’écoulement d’un fluide peut conduire à un échauffement ou un refroidissement lorsque l’élasticité du liquide est sollicitée.
Sujet détaillé
L’élasticité est une des plus anciennes propriétés physiques de la matière condensée. Elle s’exprime par une constante G de proportionnalité entre la contrainte appliquée (σ) et la déformation (γ) : σ = G.γ (loi de Hooke). L’absence de résistance à une déformation en cisaillement (G’ = 0) indique un comportement de type liquide (modèle de Maxwell). Longtemps considérée comme propre aux solides, une élasticité a été récemment identifiée dans les liquides à l’échelle submillimétrique [1].
L’identification d’élasticité de cisaillement (G’ non nul) à petit échelle est la promesse de découvertes de nouvelles propriétés solides des liquides. Ainsi, alors qu’aucun changement de température n’est conventionnellement prévu sous écoulement, nous montrons que ce n’est plus vrai à petite échelle et identifions l’émergence, sans source thermique extérieure, d’une variation positive ou négative de la température en fonction des conditions appliquées [2,3]. Nous explorerons la réponse thermique des liquides et exploiterons cette capacité de conversion de l’énergie mécanique en variations de température dans le cadre de la micro-hydrodynamique.
Enfin, nous renforcerons nos collaborations avec les théoriciens, notamment avec A. Zaccone de l’Université de Milan.
Ce sujet est en relation aux propriétés liées au mouillage, aux effets thermiques et au transport du liquide à petite échelle.
Références :
- “Explaining the low-frequency shear elasticity of confined liquids, A. Zaccone, K. Trachenko, PNAS, 117 (2020) 19653–19655. Doi:10.1073/pnas.2010787117.
- E. Kume, P. Baroni, L. Noirez, “Strain-induced violation of temperature uniformity in mesoscale liquids” Sci. Rep. 10 13340 (2020). Doi : 10.1038/s41598-020-69404-1.
- E. Kume, A. Zaccone, L. Noirez, « Unexpected Thermo-Elastic effects in Liquid Glycerol by Mechanical Deformation » Physics of Fluids, 33, 072007 (2021) Doi: 10.1063/5.0051587.
Lieu du stage
LLB, Centre CEA Saclay, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 3 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 5 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Microfluidique, infra-rouge, relaxation dynamique, optique et traitement d’images,Langages informatiques et logiciels :
Home-made softwares en collaboration avec les informaticiens, FIJILiens utiles
Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/
Page personnelle du responsable de stage : Laurence Noirez
Responsable du stage
Laurence NOIREZ (LLB/NFMQ)
Tél. : 0169086300
Email :
30 janvier 20262 février 20263 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France




