Doctorant (H/F) en nanoplasmonique pour la catalyse

Sujet de thèse :
La catalyse plasmonique est un sujet de recherche en plein essor depuis les années 2010. Basée sur le confinement de la lumière dans des nanoparticules métalliques, elle présente un potentiel prometteur dans l’élaboration de procédés chimiques soutenables, comme la photosynthèse artificielle. Elle repose sur l’association de processus photophysiques de bulk et de processus chimiques de surface dont l’articulation, au sein de nanostructures composites complexes, est encore mal comprise.

Le projet interdisciplinaire CNRS-MITI-80PRIME « NanoPLASMOnique pour la CATalyse » (PLASMOCAT) vise à mobiliser les compétences de deux équipes du CNRS en catalyse plasmonique et en modélisation physique, afin de mieux comprendre les phénomènes physiques et chimiques qui sous-tendent l’activité plasmonique, dans l’objectif de développer des matériaux performants.
Dans ce cadre, le doctorant (H/F) sera chargé de comprendre l’impact de la nanostructuration de l’objet sur les dynamiques électroniques afin de mieux les maîtriser au sein de nanostructures optimisées pour le recyclage du CO2 en méthane.

Le travail de thèse inclut un volet expérimental et un volet de théorie/modélisation. Pour le premier, le doctorant (H/F) sera en charge de la synthèse de nanostructures plasmoniques par voie chimique et de la caractérisation physico-chimique de leurs propriétés texturales, structurales, optiques et catalytiques issues de l’activation plasmonique des nanostructures.

Le second volet impliquera le développement et l’implémentation de modèles de la réponse plasmonique ─ linéaire et non-linéaire ─ basés sur les équations de l’hydrodynamique quantique (QHD), l’implémentation des codes numériques correspondants et leur optimisation.

Les nanostructures contenant des nanoparticules métalliques et bimétalliques supportées seront considérées en particulier.

Le doctorant (H/F) sera amené à étudier les effets des caractéristiques géométriques des objets métalliques sur les dynamiques électroniques aux interfaces et sur les performances catalytiques, et d’établir des corrélations entre modèles de dynamiques électroniques et performances catalytiques. L’enjeu sera de développer des modèles physiques réalistes et de synthétiser des nanostructures s’approchant le plus possible des géométries idéales considérées dans les modèles à partir des voies de synthèse développées dans l’équipe.
Contexte :
Le candidat (H/F) intégrera une équipe pluridisciplinaire menée par Valérie Caps (ICPEES/CNRS Chimie) et Giovanni Manfredi (IPCMS/CNRS Physique) et localisée sur le campus CNRS de Cronenbourg.

Rattaché à l’ICPEES, le doctorant (H/F) aura accès aux deux unités de recherche, ICPEES et IPCMS. Il bénéficiera ainsi de l’ensemble des techniques et savoir-faire nécessaires à la réalisation du projet, dans les domaines des nanomatériaux, de la catalyse plasmonique et de la physique théorique et numérique. Il sera co-encad
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