Domaine, spécialité : Physique moléculaire
Mots-Clés : Nanophotonique, Spectroscopie, émetteur de photon uniques, mécanique quantique
Unité d’accueil : SPEC / LEPO
Résumé
L’objectif de ce stage est de préparer des films minces de polymère, dopés avec des molécules organiques d’intérêt, et de les caractériser à l’échelle de la molécule unique à l’aide de techniques de microscopie avancées.
Sujet détaillé
Dans le cadre de deux projets de recherche, notre équipe étudie la photo-physique de molécules organiques fluorescentes avec un fort potentiel pour l’optoélectronique et la biophysique.
- Projet PlasmonISC : Ce projet se concentre sur l’étude de molécules fluorescentes isolées, capables d’émettre des photons uniques, ouvrant la voie à des applications en cryptographie quantique et en imagerie de haute précision (https://anr.fr/Projet-ANR-19-CE09-0009).
- Projet LESOMMETA : Ce projet explore des assemblages plus complexes de molécules, capables de former des cristaux liquides et présentant deux groupes émetteurs distincts dans le spectre visible. L’objectif est d’étudier comment ces molécules interagissent et de comprendre leurs dynamiques photo-physiques(https://anr.fr/Projet-ANR-21-CE06-0041).
Dans les deux cas, l’analyse des propriétés optiques de ces molécules nécessite leur immobilisation dans un film mince de polymère, dont l’épaisseur varie entre 5 et 30 nm. Pour ce faire, nous avons développé au laboratoire un savoir-faire expérimental pointu, incluant l’utilisation de la microscopie confocale, la spectroscopie de fluorescence, d’absorption, et de Raman, ainsi que des mesures d’auto-corrélation (Hanbury-Brown-Twiss), des analyses de polarisation, et des études en fonction de la puissance d’excitation.
Un exemple récent de nos travaux est accessible sur la plateforme HAL, illustrant notre expertise en caractérisation moléculaire (https://hal.science/hal-04585254).
Rôle et mission du candidat :
Le candidat sera chargé de la fabrication de films minces de polymère dans notre salle blanche, en utilisant la technique du spin-coating. Après la fabrication, l’étudiant devra caractériser ces films pour déterminer leur épaisseur à l’aide d’un microscope à force atomique (AFM) et/ou d’un profilomètre.
Une fois les films réalisés, ils seront dopés avec les molécules d’intérêt, puis soumis à une série de caractérisations optiques visant à évaluer la photo-stabilité et les propriétés photophysiques des molécules : spectres d’émission, temps de vie, pureté de l’émission de photons uniques, orientation spatiale des molécules, et rapport signal sur bruit.
Compétences et apprentissages
Ce stage offrira au candidat l’opportunité de :
- Se former aux techniques classiques de micro/nano-fabrication en salle blanche, avec un focus particulier sur la technique de dépôt par spin-coating.
- Acquérir des compétences solides en optique expérimentale, grâce à l’utilisation d’un banc de mesure dédié et d’instruments de haute précision.
- Comprendre les principes de la spectroscopie de fluorescence et des techniques de caractérisation moléculaire, ce qui inclut l’étude des propriétés photophysiques de molécules uniques.
- Travailler dans un environnement de recherche stimulant, avec des possibilités d’intégration dans des projets de recherche de pointe.
Lieu du stage
CEA-Saclay, Orme des merisiers, 91 Essone, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+4/5
- Formation : Master 1
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 4 novembre 2024
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
- Spin-coating
- Nanofabrication en salle blanche
- Microscopie par Force Atomique (AFM)
- Microscopie confocale
- Spectroscopie
- Comptage et statistique de détection de photon résolue en temps
Langages informatiques et logiciels :
Python
Liens utiles
- Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/spec/lepo/
- Page internet personnelle du responsable de stage
Responsable du stage
Simon Vassant
Tél. : +33 1 6908 9597
Email :
Responsable SPEC / LEPO
Ludovic Douillard
Tél. : +33 1 6908 0836