(H/F) Contrat doctoral : Exploration de nouveaux matériaux sulfures à propriétés thermoélectriques

Sujet de thèse :
Ce travail de thèse aura pour but d’identifier de nouveaux matériaux sulfures thermoélectriques. Le projet s’inscrit dans le cadre du projet PEPR-DIADEM GREENTEA « Génération haut débit par apprentissage automatique de Nouveaux alliages de sulfures thermoélectriques composés d’éléments Abondants ».
La génération d’électricité à partir de sources de chaleur perdue par des dispositifs thermoélectriques s’affirme comme une source d’énergie alternative prometteuse pour le futur. L'étude des matériaux thermoélectriques est en forte croissance depuis une dizaine d'années dans la communauté scientifique internationale, dans le but de concevoir de nouveaux matériaux présentant des performances élevées. Le défi est de synthétiser un matériau dans lequel les propriétés électriques et thermiques sont découplées. En bref, comment élaborer un conducteur électrique qui conduit très peu la chaleur ?
Le projet GREENTEA s’inscrit dans une démarche d’écoconception. Il s’appuie sur une approche pluridisciplinaire qui a pour objectif d’identifier de nouveaux composés semi-conducteurs stables (ou légèrement métastables) au sein de systèmes plurinaires, tout en intégrant des principes d’écoconception pour minimiser l'impact environnemental dès la phase de conception. Pour y parvenir, il combine le criblage DFT à haut débit (calculs DFT combinés à des techniques d'apprentissage automatique) de plusieurs millions de configurations, et la synthèse à haut débit afin d'accélérer les étapes expérimentales de criblage. Les matériaux ciblés seront synthétisés par des procédés en solution et/ou par voie solide, en s’appuyant sur les plateformes de synthèse et de caractérisation du PEPR DIADEM, tout en optimisant les procédés pour réduire l'empreinte écologique. L’utilisation de l’IA, à chaque étape du projet permettra d’identifier et de sélectionner les phases les plus prometteuses pour les applications visées. Ce projet a également pour objectif de valider une approche méthodologique et conceptuelle pouvant être appliquée à d’autres familles de matériaux et/ou d’autres applications afin d’accélérer leur découverte.
Le projet de thèse aura pour objectif de synthétiser différentes familles de composés présentant des caractéristiques structurales susceptibles de générer des performances thermoélectriques élevées.
En plus de la synthèse et de la caractérisation physico-chimique des poudres et des céramiques densifiées (densité, granulométrie, diffraction des rayons X, microscopie MEB et TEM, analyses thermiques…), le doctorant /la doctorante s’attachera à comprendre les propriétés physiques de ces matériaux, notamment l’influence des procédés de synthèse sur les propriétés de transport électrique et thermique. Ce sujet de thèse associe donc à la fois un travail de chimiste du solide (synthèse et analyse structurale) mais également de céramiste (métallurgie des poudres, frittage) et de physicien (étude des propri
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