Thèse Cristaux Liquides Plasmoniques Reconfigurables H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie
École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique des Solides
Direction de la thèse : Cyrille HAMON ORCID 0000000195299102
Début de la thèse : 2027-01-01
Date limite de candidature : 2026-10-31T23:59:59

Ce projet explore une nouvelle direction : les CLC plasmoniques à base de nanobâtonnets d'or et d'argent, autour de trois objectifs. Premièrement, nous établirons les mécanismes de morphogenèse des CLC plasmoniques en synthétisant des nanobâtonnets présentant des rapports d'aspect et des géométries de section contrôlés. Associée à des simulations, cette approche permettra d'identifier les conditions favorisant l'obtention de mésophases ciblées et de déterminer comment la forme des particules influence leur organisation. Deuxièmement, nous développerons des CLC multi-réactifs dont la structure et les propriétés pourront être modulées par des champs électriques et magnétiques, la lumière, la température ou l'environnement chimique. Un objectif central sera de démontrer des transitions de phase réversibles induites par la lumière et gouvernées par des effets photothermiques plasmoniques, dans lesquels l'excitation résonante modifie localement les interactions entre particules. Des expériences couplées à la modélisation permettront d'établir un lien prédictif entre les interactions à l'échelle nanométrique et le comportement de phase macroscopique. Troisièmement, nous établirons les relations entre structure, dynamique et réponse optique en combinant microscopie optique, diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), simulations numériques et spectroscopie. Nous étudierons la diffusion anisotrope et l'organisation des particules dans les différentes phases, et relierons ces propriétés à leur réponse optique. Les domaines de CLC orientés devraient présenter un dichroïsme linéaire marqué ainsi que des déplacements plasmoniques dépendant de la polarisation, résultant du couplage entre particules, tandis que les phases cholestériques devraient également présenter un dichroïsme circulaire. Par ailleurs, la périodicité intrinsèque des phases cholestériques et smectiques pourrait permettre une réflexion de Bragg sélective, ouvrant la voie à de nouveaux régimes de couplage plasmonique-photonique et à des couleurs structurales modulables. Dans son ensemble, ce projet établira les CLC plasmoniques comme une nouvelle classe de métamatériaux reconfigurables dotés de fonctionnalités optiques modulables. Bien que principalement guidé par des questions fondamentales, ce travail posera les bases de futures applications dans le domaine des dispositifs photoniques sensibles à des stimuli externes, en répondant à la fois à des défis fondamentaux et à des besoins sociétaux émergents.

The experimental work will be conducted at the Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Saclay, in close interaction with existing expertise in colloidal chemistry, NP self-assembly and X-ray scattering. The student will be supervised by Marianne Impéror-Clerc and Cyrille Hamon, CNRS researchers and members of the MATRIX team. SAXS measurements will be performed both in the laboratory and at synchrotron facilities, enabling high-quality measurements with high spatial and temporal resolution. The project will exploit complementary characterization techniques, including transmission electron microscopy, optical spectroscopy and electron microscopy, to establish the connection between the structures identified by SAXS and the real-space morphology of the assemblies. The student will acquire practical experience in nanoparticle self-assembly and structural characterization, together with advanced skills in SAXS analysis and scientific programming.

développer et étudier les cristaux liquides plasmonique avec 3 angles: formation de défauts topologiques en confinement sphérique (émulsions), formation d'une phase cholestérique à partir de bâtonnets chiraux et étude du diagramme de phase (concentration vs phase) par LevSAXS.

Le projet s'adresse à un(e) étudiant(e) motivé(e) par la recherche expérimentale à l'interface entre chimie des colloïdes et nanosciences. Une formation en physique, chimie, science des matériaux ou dans un domaine connexe est recherchée. Une expérience préalable en SAXS, synthèse de nanoparticules ou programmation constitue un atout, mais n'est pas indispensable.

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