H/F Post doc - Epitaxie par jets moléculaires d’oxydes fonctionnels pour la réalisation de photoélectro

Missions :
Le(la) post-doctorant(e) aura pour principales missions :
• La croissance par MBE d'oxydes fonctionnels sur substrats et nanostructures destinés à la photoélectrocatalyse.
• L'étude des mécanismes de dégradation et l'optimisation des interfaces afin d'améliorer la stabilité et l'efficacité des dispositifs.
• La participation à la rédaction d'articles scientifiques et à la diffusion des résultats.

Activités :
Le développement de sources d'énergie renouvelables constitue un enjeu majeur pour relever les défis énergétiques et environnementaux actuels. L'hydrogène vert, produit par dissociation photoélectrochimique de l'eau, représente une alternative prometteuse aux combustibles fossiles [1, 2]. Toutefois, pour optimiser cette technologie, il est essentiel d'améliorer le rendement et la durée de vie des photoélectrodes utilisées pour la conversion de l'énergie solaire en dihydrogène.
L'objectif de ce projet est de concevoir et de fabriquer des photoélectrodes à base de matériaux semi-conducteurs et d'oxydes fonctionnels élaborés par épitaxie par jets moléculaires (MBE). Le silicium, avec son gap de 1,1 eV, constitue un matériau attractif pour la conversion de l'énergie solaire. Cependant, sa passivation naturelle par une fine couche de silice dégrade les performances des photoélectrodes. Pour pallier ce problème, nous développons des couches de passivation par épitaxie par jets moléculaires à base d'oxydes de structure pérovskite telles que SrTiO3 [3], qui présentent à la fois une transparence dans le domaine visible, une résistance à la photo-corrosion et une facilité de transport des charges photogénérées.
Nous explorerons en particulier la qualité des interfaces et les alignements de bandes afin de favoriser un transport efficace des charges, dans le but d'améliorer la durée de vie et le rendement des photoélectrodes.
[1]: L. Ji et al. A silicon-based photocathode for water reduction with an epitaxial SrTiO3 protection layer and a nanostructured catalyst. Nature Nanotechnoly 84, 10 (2015)
[2]: T. Dursap et al. Enhanced Light Trapping in GaAs/TiO2-Based Photocathodes for Hydrogen Production. ACS Applied Materials & Interfaces 15, 46 (2023)
[3]: G. Saint-Girons et al. Epitaxy of SrTiO3 on silicon: the knitting machine strategy, Chemistry of Materials 28, 5347 (2016)
Contexte de travail :
L’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL) a pour vocation de développer des recherches technologiques multidisciplinaires dans le domaine des micro et nanotechnologies et de leurs applications. Les recherches menées s’étendent des matériaux aux systèmes. Le laboratoire s’appuie sur la plate-forme technologique lyonnaise NanoLyon.
Les domaines d’application couvrent de grands secteurs économiques : l’industrie des semiconducteurs, les technologies de l’information, les technologies du vivant et de la santé, l’énergie et l’environnement.
Le laboratoire est multi-sites avec des localisations sur l
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