Thèse en physique des cristaux liquides et photonique (H/F)

Sujet de thèse :
Comprendre comment les structures topologiques émergent, évoluent et peuvent être transférées d’un système physique à un autre constitue une question centrale de la physique moderne. Les avancées récentes concernant les cristaux liquides chiraux frustrés ont montré que ces systèmes peuvent accueillir spontanément des configurations topologiques tridimensionnelles non triviales [1]. Ces structures résultent de l’ordre hélicoïdal du champ de directeur n sur une épaisseur L, et elles peuvent être observées expérimentalement en microscopie optique polarisée. Ces systèmes de le matière dite « molle » offrent une plateforme contrôlable et polyvalente pour étudier les textures topologiques de la matière, bien plus facile à mettre en œuvre expérimentalement que ce n’est le cas avec les systèmes de matière condensée à l’état solide, tels que les matériaux magnétiques.

Dans notre équipe, nous avons développé une expertise permettant d’écrire optiquement des structures topologiques dans des cristaux liquides, de manière directionnelle en fonction des divers degrés de liberté de la lumière (polarisation, phase, amplitude) [2] . À cet égard, la compréhension du processus de morphogenèse des structures reste un défi, et la thèse de doctorat proposée vise à y répondre en développant une nouvelle technique d’imagerie optique (fondée sur une preuve de principe expérimentale préliminaire non publiée).

Concrètement, la technique développée permettra une observation directe et en temps réel des trois dimensions de l’espace, ce qui contraste fortement avec les techniques existantes, qui nécessitent une reconstruction tridimensionnelle fastidieuse à partir de balayages point par point acquis par microscopie optique non linéaire [3] . Cette capacité permettra d’étudier la dynamique et la topologie des textures et des défauts des cristaux liquides, ainsi que les transitions de phase et les processus de nucléation, selon des approches fondamentalement nouvelles.

Nous recherchons une personne motivée, curieuse et proactive, possédant de solides bases en physique ou en optique. Une expérience en microscopie optique, en traitement d’images et en cristaux liquides constitue un atout. La personne retenue acquerra une expertise en optique de polarisation, en interactions lumière-matière et en physique des cristaux liquides.

En résumé, la personne recrutée devra:
- concevoir et construire le dispositif expérimental.
- mener des expériences (par exemple, polarimétrie spatio-temporelle et expériences « pompe-sonde ») et analyser les données
- utiliser et contribuer au développement de modèles visant à élucider les interactions lumière-matière dans les cristaux liquides.

[1] Wu, J.-S.; Smalyukh, I. I. Hopfions, Heliknotons, Skyrmions, Torons and Both Abelian and Nonabelian Vortices in Chiral Liquid Crystals. Liq. Cryst. Rev. 2022, 10 (1–2), 34–68
[2] Bruni, N.; Loussert, C.; Rafayelyan, M.; Orlova, T
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