Thèse Caractérisation et Évolution des Propriétés Intrinsèques de Molécules Chargées l'Impact de la Microsolvatation sur la Spectroscopie et la Dynamique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay Direction de la thèse : Satchin SOORKIA ORCID 0000000346352864 Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Ce projet de thèse vise à étudier les propriétés intrinsèques et leur évolution d'une famille d'espèces clés en chimie-physique : les anions moléculaires. Nous cherchons à élucider la dynamique de relaxation des états électroniques et l'influence de l'environnement (microsolvatation) sur leurs mécanismes réactionnels.

Les systèmes modèles privilégiés sont les anions nitrophénolates, étudiés en tant que représentants prometteurs des photodonneurs. L'approche expérimentale s'appuie sur un montage quasiment unique au monde développé au laboratoire, permettant d'étudier des anions isolés ou microsolvatés refroidis à température cryogénique en piège à ions.

Le dispositif combine des systèmes lasers accordables (IR, Visible, UV) pour la spectroscopie de photofragmentation/photodétachement d'électrons et des études de dynamique pompe-sonde multi-échelles. Les données originales obtenues permettront de caractériser avec précision les propriétés fondamentales de ces anions et, à terme, d'établir des critères de conception pour des molécules actives, notamment comme photodonneurs d'oxyde nitrique (NO) pour la photothérapie dynamique (PDT). Le(la) doctorant(e) sera recruté(e) à l'ISMO dans l'équipe « Structure et dynamique des systèmes complexes isolés photoexcités » (SYSIPHE) dont les membres sont reconnus mondialement dans le domaine de la spectroscopie et de la dynamique de systèmes moléculaires complexes isolés et environnés.[1-6]Outre les objectifs scientifiques fondamentaux, ce projet de thèse vise à former le(la) doctorant(e) à l'ensemble des compétences et méthodes inhérentes aux métiers de la recherche. Ce projet de thèse a pour objectif l'utilisation de l'imagerie de photoélectrons comme sonde de la dynamique pour étudier la relaxation des états excités dans les anions afin de comprendre l'influence de l'environnement sur les mécanismes de photofragmentation et de photodétachement, ce qui est crucial pour les applications potentielles en photothérapie dynamique. Les outils utilisés seront la spectrométrie de masse à temps de vol, l'imagerie de photoélectrons, des lasers IR-Visible-UV et des pièges à ions refroidis (10 à 300 K), le logiciel de pilotage développé sous LabView et les outils d'analyse avec notamment l'utilisations de librairies en langage Python. Les techniques expérimentales utilisées seront l'électro nébulisation (source électrospray), les techniques du vide, les techniques spectroscopiques de double résonnance IR-UV et UV-UV et pompe-sonde (de la picoseconde à la milliseconde).

En outre, le candidat pourra utiliser des codes de chimie quantique pour interpréter ses résultats. Les méthodes théoriques seront des méthodes d'exploration conformationnelle, et des méthodes ab initio et TD-DFT pour les calculs de chimie quantique (logiciels : Gaussian, Orca, Turbomole, QChem ...).

Le profil recherché est celui d'un titulaire de Master 2 (M2) justifiant d'une formation solide en Chimie-Physique ou en Physique Moléculaire. Une forte expertise dans ces domaines est indispensable, et sera idéalement complétée par des compétences dans l'utilisation de systèmes laser ou la maîtrise de logiciels de chimie quantique. De fait, une expérience pratique dans l'utilisation de lasers et/ou la connaissance des outils de chimie quantique constituera un avantage significatif lors de l'évaluation des candidatures. Le dossier de candidature doit comporter les coordonnées d'un ou deux chercheurs seniors (référents).