Doctorant.e sur la ligne ID10 dans le groupe Complex systems and Biomedical sciences (F/H)

Sujet de thèse: Optimisation de la synthèse et caractérisation multi-échelle de nouveaux matériaux semi-conducteurs et diélectriques en 2D

Imaginez des matériaux aussi fins qu'un seul atome, dotés d'une résistance, d'une flexibilité et de propriétés électriques remarquables.

Les matériaux bidimensionnels (2DM), comme le graphène, ont ouvert de nouvelles frontières dans la science des matériaux. Ce projet vise à repousser ces limites en synthétisant de nouvelles phases 2DM avec une bande interdite finie. Ces matériaux ne peuvent pas être produits par des méthodes traditionnelles en vrac, mais seulement sous forme de films atomiquement minces grâce à des techniques synthétiques avancées. Nous développerons des voies de synthèse pour des matériaux adaptés à des applications spécifiques, en ciblant les semi-conducteurs (h-GaN, h-SiC) et les isolants (h-AlN), qui passent de leur structure wurtzite en vrac à une phase hexagonale 2D non polaire à des épaisseurs critiques, similaire au nitrure de bore hexagonal (h-BN).

Le projet s'appuie sur la technologie du catalyseur à métal liquide (LMCat) développée à l'ID10, qui a permis de produire du graphène de haute qualité par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Notre réacteur de pointe permet de suivre la croissance en temps réel par diffraction des rayons X synchrotron, spectroscopie Raman et microscopie optique. Nous proposons désormais d'appliquer cette technologie pour synthétiser de nouveaux 2DM, en optimisant la qualité structurelle et en comprenant la cinétique de croissance. Le travail comprendra une collaboration avec BM32 pour la croissance sous ultra-vide et avec le CEA pour une caractérisation ex-situ avancée via 4D-STEM, SEM, AFM, etc.

Ce projet de doctorat offre une occasion unique de participer à une recherche de pointe, en élargissant le potentiel de synthèse et d'application 2DM à l'aide de LMCats et de techniques de caractérisation avancées. Ce travail aura des implications directes pour le développement futur de dispositifs nanoélectroniques et optoélectroniques.

Pour plus d'informations, veuillez contacter le Dr. Valentina Rein (tél. : : +33 (0)4 76 88 17 35, e-mail : valentina.rein@esrf.fr ).