L'équipe I3EM du CEMES-CNRS développe depuis longtemps des expériences in situ et operando sur les matériaux fonctionnels. Le groupe a déjà mis en place l'instrumentation et la méthodologie nécessaires, depuis la préparation des échantillons jusqu'à la mise en contact électrique, l'automatisation et la modélisation. Notre technique de prédilection est l'holographie électronique, pour laquelle nous assurons la formation et fournissons tous les outils logiciels pour l'analyse des données. Nous recherchons un chercheur postdoctoral très motivé, compétent en microscopie électronique à transmission (MET), pour rejoindre le groupe. Il ou elle aura l'occasion d'apprendre nos techniques in situ et de réaliser de nouvelles expériences dans le domaine. L'un des aspects importants sera la préparation des échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB).
Nos travaux récents ont montré que les expériences in situ et operando produisent des résultats passionnants et inattendus [1-4]. Nous souhaitons poursuivre ces développements afin de comprendre le comportement d'une variété de dispositifs à l'échelle nanométrique tels que les nanocondensateurs, les transistors, les films minces ferroélectriques et les dispositifs.
Une partie des tâches du candidat retenu, une fois formé, consistera à accompagner des utilisateurs externes dans des expériences d'holographie électronique au sein du réseau METSA et dans le cadre de collaborations internationales. Nous encourageons également l'exploration de nouvelles techniques in situ et interférométriques.
Le contrat initial de 24 mois est extensible à 36 mois (3 ans). La date d'entrée en fonction est flexible.
[1] C. Gatel, R. Serra, K. Gruel, A. Masseboeuf, L. Chapuis, R. Cours, L. Zhang, B. Warot-Fonrose, and M. J. Hÿtch, Phys. Rev. Lett. 129, 137701 (2022). Extended charge layers in metal-oxide-semiconductor nanocapacitors revealed by operando electron holography. 10.1103/PhysRevLett.129.137701, hal-03787333
[2] M. Brodovoi, K. Gruel, A. Masseboeuf, L. Chapuis, M. Hÿtch, F. Lorut, and C. Gatel, Appl. Phys. Lett. 120, 233501 (2022). Mapping electric fields in real nanodevices by operando electron holography. 10.1063/5.0092019, hal-03752638
[3] L. Zhang, F. Lorut, K. Gruel, M.J. Hÿtch, and C. Gatel, Nano Letters 24, 5913-5919 (2024). Measuring electrical resistivity at the nanoscale in phase-change materials. 10.1021/acs.nanolett.4c01462
[4] L. Zhang, M. H. Raza, R. Wu, K. Gruel, C. Dubourdieu, M. Hÿtch, C. Gatel, Advanced Materials, 2413691 (2024). Quantification of interfacial charges in multilayered nanocapacitors by operando electron holography. 10.1002/adma.202413691
Activités
Les principales activités seront les suivantes:
• Préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB)
• Réalisation d'expériences d'holographie électronique (in situ)
• Étude de la physique à l'échelle nanométrique des couches minces et des dispositifs
• Accompagnement d'utilisateurs externes lors d'expériences TEM
Compétences
Nous recherchons un candidat motivé pour développer des expériences in situ sur les nanostructures. Les candidats doivent maitriser la microscopie électronique à transmission (TEM) et avoir une expérience pratique de la préparation d'échantillons par faisceau d'ions focalisés (FIB). Une connaissance préalable de l'holographie électronique n'est pas nécessaire, mais les candidats doivent être prêts à apprendre. La connaissance de la physique des matériaux ferroïques et/ou des dispositifs microélectroniques est un atout indéniable. Le candidat retenu devra faire preuve d'un bon esprit d'équipe, d'une éthique de travail rigoureuse et d'une bonne maîtrise de l'anglais écrit et parlé.
Contexte de travail
Le CEMES-CNRS est un laboratoire reconnu internationalement dans les études TEM ainsi que dans les développements instrumentaux et méthodologiques. Le laboratoire a de nombreuses collaborations internationales et est membre fondateur du réseau national français de microscopie électronique (METSA).
L'holographie électronique sera réalisée sur notre microscope I2TEM dédié à l'interférométrie in situ. Il s'agit d'un Hitachi HF-3300 (C) équipé d'un canon d'émission à champ froid, d'une platine de Lorentz supplémentaire placée au-dessus de l'objectif pour l'imagerie hors champ magnétique, d'un correcteur d'image pour les grands champs de vue (CEOS B-COR), de plusieurs biprismes, d'une caméra de détection directe d'électrons (K3, Gatan) et d'un filtre d'imagerie (GIF Quantum ER, Gatan). Le microscope est équipé d'un contrôle automatique de la dérive pour les expériences in situ [5]. Des porte-objets à chip pour appliquer un potentiel électrique in situ ou l'injection de courant complètent l'installation.
Les installations de préparation des échantillons comprennent un FIB-SEM à double faisceau (ThermoFisher Helios Nanolab 600i) équipé d'un micromanipulateur Omniprobe et d'un système d'injection de cinq gaz.
Le laboratoire CEMES-CNRS dispose également de 6 autres microscopes, dont un TEM à correction d'image fonctionnant à 200 keV et capable d'effectuer des analyses HRTEM et EDS/EELS. En outre, le laboratoire CEMES-CNRS dispose également d'une salle blanche, permettant le dépôt par sputtering, le dépôt par couche atomique (ALD) et les tests AFM.
Le laboratoire bénéficie également d'un accès privilégié au centre de nanocaractérisation voisin (Centre Castaing), qui abrite un JEM-ARM200F (JEOL) à sonde corrigée, équipé d'un EDS et d'un EELS.
[5] C. Gatel, J. Dupuy, F. Houdellier, M.J. Hÿtch, Appl. Phys. Lett. 113, 133102 (2018). Unlimited acquisition time in electron holography by automated feedback control of transmission electron microscope. 10.1063/1.5050906, hal-01884057v1
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Le CEMES-CNRS est un laboratoire reconnu internationalement dans les études TEM ainsi que dans les développements instrumentaux et méthodologiques. Le laboratoire a de nombreuses collaborations internationales et est membre fondateur du réseau national français de microscopie électronique (METSA).
L'holographie électronique sera réalisée sur notre microscope I2TEM dédié à l'interférométrie in situ. Il s'agit d'un Hitachi HF-3300 (C) équipé d'un canon d'émission à champ froid, d'une platine de Lorentz supplémentaire placée au-dessus de l'objectif pour l'imagerie hors champ magnétique, d'un correcteur d'image pour les grands champs de vue (CEOS B-COR), de plusieurs biprismes, d'une caméra de détection directe d'électrons (K3, Gatan) et d'un filtre d'imagerie (GIF Quantum ER, Gatan). Le microscope est équipé d'un contrôle automatique de la dérive pour les expériences in situ [5]. Des porte-objets à chip pour appliquer un potentiel électrique in situ ou l'injection de courant complètent l'installation.
Les installations de préparation des échantillons comprennent un FIB-SEM à double faisceau (ThermoFisher Helios Nanolab 600i) équipé d'un micromanipulateur Omniprobe et d'un système d'injection de cinq gaz.
Le laboratoire CEMES-CNRS dispose également de 6 autres microscopes, dont un TEM à correction d'image fonctionnant à 200 keV et capable d'effectuer des analyses HRTEM et EDS/EELS. En outre, le laboratoire CEMES-CNRS dispose également d'une salle blanche, permettant le dépôt par sputtering, le dépôt par couche atomique (ALD) et les tests AFM.
Le laboratoire bénéficie également d'un accès privilégié au centre de nanocaractérisation voisin (Centre Castaing), qui abrite un JEM-ARM200F (JEOL) à sonde corrigée, équipé d'un EDS et d'un EELS.
[5] C. Gatel, J. Dupuy, F. Houdellier, M.J. Hÿtch, Appl. Phys. Lett. 113, 133102 (2018). Unlimited acquisition time in electron holography by automated feedback control of transmission electron microscope. 10.1063/1.5050906, hal-01884057v1
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