La spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS) dans le microscope électronique en transmission à balayage avec correction d'aberration (STEM) est un outil puissant pour obtenir des informations chimiques à haute résolution spatiale. Les cartes élémentaires à résolution atomique sont devenues couramment accessibles pour indiquer quel élément se trouve à quel endroit, mais beaucoup plus d'informations sur la structure électronique locale peuvent être obtenues à partir des structures fines spectrales d'un seuil d'excitation donné. Les structures spectrales proches du seuil (energy-loss near-edge structures - ELNES) reflètent la structure électronique locale et peuvent fournir des informations sur la géométrie du site atomique, la nature de la liaison chimique, le transfert de charge, etc. Néanmoins, l'interprétation fiable des variations de structures fines ELNES nécessite souvent de simuler les spectres. Les simulations sont d'autant plus critiques au niveau de discontinuités cristallines telles que des défauts ou des interfaces qui jouent un rôle majeur sur les propriétés des matériaux.
Dans ce projet, des données expérimentales ELNES ont été obtenues à haute résolution spatiale sur différentes interfaces d'interêt (par exemple graphene/céramique). Les spectres EELS aux interfaces et aux défauts, pour lesquels des variations de structures fines sont observées expérimentalement d'un plan atomique à l'autre, doivent être calculés au cas par cas pour permettre leur interprétation. Le(la) candidat(e) aura pour mission de mener les activités de calcul de spectres d'excitation de coeur ELNES à des interfaces cristallines.
Activités
- Tâche principale : simuler les spectres EELS (par exemple, les seuils K des éléments légers) à l'aide de calculs atomistiques afin de fournir un cadre robuste pour l'interprétation des variations ELNES résolues dans l'espace. Les simulations seront effectuées à l'aide de codes DFT établis ou de codes de diffusion multiple (comme WIEN2k ou FEFF). Des approches allant au-delà de l'approximation mono-électronique pourraient également être envisagées en collaboration avec d'autres groupes de recherche. L'accès aux ressources informatiques nécessaires à la réalisation des travaux sera possible sur le campus de Villeurbanne/Lyon.
- Tâche principale : publier les résultats dans des articles évalués par les pairs.
- Tâche principale : communiquer les résultats lors de conférences/ateliers.
- Tâche secondaire (facultative) : participer à des expériences d'acquisition de données EELS.
Compétences
- Maîtrise des simulations atomistiques (DFT ou diffusion multiple) et solide expérience dans la simulation de données de spectroscopie telles que EELS ou XAS.
- Connaissance des interactions électron-matière.
- Excellentes compétences écrites et orales en anglais.
- Le(la) candidat(e) doit être consciencieux(se), créatif(ve), qu'il(elle) prenne des initiatives, qu'il(elle) fasse preuve d'autonomie, de rigueur scientifique et de motivation pour la recherche universitaire.
Contexte de travail
Le(la) candidat(e) s'intègrera dans l'équipe Microscopies du laboratoire MATEIS, et participera à la vie de l'équipe et du laboratoire. MATEIS est un laboratoire de science et d'ingénierie des matériaux avec une approche multidisciplinaire incluant la physique, la chimie et la mécanique. Il est composé d'environ 180 personnes et est organisé en 6 groupes différents. Les trois classes de matériaux sont étudiées (métaux, céramiques, polymères et leurs composites) en intégrant le volume, les surfaces et les interfaces. MATEIS se concentre sur les relations entre Processus-Microstructure-Propriétés, avec une approche expérimentale et/ou de modélisation. MATEIS se concentre particulièrement sur les méthodes de traitement avancées, l'évaluation des microstructures (souvent in situ et en 3D), les propriétés mécaniques et multifonctionnelles en relation avec les architectures, ainsi que la modélisation à différentes échelles. MATEIS est impliqué dans des questions sociétales (« Matériaux pour ») : santé, énergie, environnement, transport, applications dans le bâtiment.
L'objectif général du groupe de microscopie est de comprendre la structure multi-échelle des matériaux, afin de mieux comprendre les relations avec leurs propriétés d'usage. Le développement de nouvelles techniques de caractérisation en microscopie électronique à balayage et en transmission se concentre actuellement sur les techniques in situ et operando sur les différents microscopes du CLyM (Centre de Microscopie Lyon Saint-Etienne). Le groupe de microscopie est composé de 3 professeurs, 4 professeurs associés, 1 chercheur, des doctorants, des post-doctorants et du personnel technique/administratif.
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