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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0999

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique du solide, surfaces et interfaces / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Etude théorique de nouvelles nanostructures à base de graphène

RÉSUMÉ DU SUJET

Un sujet de thèse est proposé au sein du Groupe de Modélisation et Théorie du SPEC (UMR 3680 CNRS – CEA Saclay).

Il s'agit d'un travail théorique portant sur les propriétés électroniques de matériaux carbonés nouveaux tels que des nano-grilles de graphène (réseau parfaitement périodique de trous calibrés dans un plan de graphène), flakes de graphène (macromolécules monodisperses, dont la forme est contrôlée) ou rubans de graphène. Ces matériaux présentent des nouvelles propriétés d’intérêt dans les domaines de l’optique, l’électronique ou la spintronique. Ce travail consistera à étudier la structure atomique et électronique de ces matériaux, dans le cadre de leur synthèse, afin d'en extraire les propriétés de transport électronique ainsi que leur réponse optique. Les méthodes utilisées seront la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT), ainsi que des méthodes de type liaisons fortes, qui permettront de déterminer la structure électronique de ces objets avec différents degrés de précision et pour différentes tailles de systèmes. A partir de la structure électronique, les propriétés de transport seront déterminées dans un formalisme de fonctions de Green. Il s’agira également de simuler les images de microscopie électronique a effet tunnel (STM) ainsi que les spectres tunnels correspondant, afin de les comparer aux données expérimentales. Les propriétés optiques (absorption et luminescences) seront calculées à partir des résultats DFT précédents. Il s'agira ici de déterminer les fonctions de réponse via des approches combinées DFT/liaisons fortes. Une partie du travail consistera à développer le modèles liaisons fortes permettant de traiter les plus grandes structures.

Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre différentes équipes du plateau de Saclay : des chimistes en charge de la synthèse de ces matériaux (CEANIMBE et ICMMO Paris XI), un groupe de microscopie en champ proche (ISMO) et un groupe d'opticiens (LAC Paris XI). Les travaux théoriques seront réalisés lors de cette collaboration ce qui assurera un cadre de comparaisons et de feedback théorie/expériences extrêmement fructueux. Le/la candidat(e) devra avoir une formation dans le domaine de la physique théorique de la matière condensée et les approches numériques correspondantes. Il/elle devra également porter un intérêt particulier à la compréhension des techniques expérimentales attenantes.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Physique du Solide, théorie de la matière condensée

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l’Etat Condensé
Groupe Mésocopie Modélisation et Thermoélectricité
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/05/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Yannick DAPPE  

CNRS
DRF/IRAMIS/SPEC/GMT
CEA Saclay
IRAMIS/SPEC
Orme des Merisiers
91191 Gif sur Yvette Cedex
FRANCE

Téléphone : 00169088446

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Ondes et Matière
DIRECTEUR DE THÈSE

Yannick DAPPE

CNRS
DRF/IRAMIS/SPEC/GMT
CEA Saclay
IRAMIS/SPEC
Orme des Merisiers
91191 Gif sur Yvette Cedex
FRANCE