Doctorat apprentissage automatique/microscopie électronique/nano-alliages H/F

Sujet de thèse :
CONTEXTE SCIENTIFIQUE

La grande diversité des nanoalliages les rend adaptés à un large éventail d’applications potentielles, notamment en catalyse, plasmonique, détection et stockage de données. Les avantages des nanoalliages sont liés à leur petite taille, qui permet d'obtenir une grande surface disponible pour la catalyse tout en n'utilisant qu'une faible quantité de matériaux souvent coûteux, tels que le Rh, le Pd ou l'Au. De plus, le nombre d'atomes situés aux marches des surfaces, qui peuvent représenter des sites réactifs importants, est considérablement accru dans les nanoparticules (NPs). Dans les nanoalliages, la quantité de matériau rare peut être encore réduite en remplaçant le cœur des particules par un autre matériau. En outre, ce second matériau peut être utilisé pour ajuster la structure électronique à la surface de la particule. Encore plus de possibilités émergent avec les particules multi-composants.

L’exploitation complète du potentiel de ces systèmes nécessite la conception de nanoalliages de taille, de morphologie et de composition chimique contrôlées. Au cours des dernières décennies, un grand nombre de méthodes de synthèse physique et chimique ont été développées, permettant aujourd’hui un certain contrôle du produit final. Dans ce contexte, la dépendance au chemin, c'est-à-dire la voie de synthèse, ainsi que l’environnement, notamment le contact avec un substrat, sont cruciaux en raison de la métastabilité inhérente des nanoalliages. La richesse des structures possibles des nanoalliages nécessite des méthodes fiables pour leur caractérisation.

Parmi les méthodes de diffusion des rayons X, la microscopie électronique se distingue comme un outil d'analyse puissant. La microscopie électronique en transmission à haute résolution (HRTEM) permet d'obtenir des images à résolution atomique dans le cas de microscopes corrigés des aberrations. La microscopie électronique en transmission à balayage (STEM), en mode champ sombre annulaire à grand angle (HAADF), est particulièrement utile pour l'imagerie des systèmes alliés grâce au contraste entre types d’atomes. Pour analyser pleinement la répartition des tailles, des formes et des ordres chimiques d’un échantillon donné, de nombreuses images doivent être enregistrées et analysées pour une étude statistique représentative. Sélectionner uniquement une petite partie de l’échantillon pour une analyse plus approfondie peut également introduire une certaine subjectivité dans les résultats finaux.


PROJET
Les récents progrès en microscopie électronique permettent d’observer les nanomatériaux à résolution atomique. Cependant, l’interprétation des images expérimentales n’est pas toujours simple en raison des aberrations des lentilles. Habituellement, des simulations d’images sont utilisées pour comparer avec les images expérimentales et en déduire des détails structuraux. Ce processus est très chronophage pour les spécial
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