Modélisation photoélectrique des jonctions en silicium utilisées dans des dispositifs photoélec[...]

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Modélisation photoélectrique des jonctions en silicium utilisées dans des dispositifs photoélectrochimiques (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :

Date Limite Candidature : mardi 19 novembre 2024 00:00:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Modélisation photoélectrique des jonctions en silicium utilisées dans des dispositifs photoélectrochimiques (H/F)
Référence : UMR7182-ENCTOR-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : THIAIS
Date de publication : mercredi 21 août 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 8 janvier 2025
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 3081 euros brut/mois (2536 euros/net)
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : Micro et nanotechnologies, micro et nanosystèmes, photonique, électronique, électromagnétisme, énergie électrique


Missions

Cette mission postdoctorale fait partie d'un projet de recherche collaboratif, MODELGUIDE, dont l'objectif est de favoriser la conception et l'optimisation par modélisation de nouveaux types d'électrodes efficaces et sélectives pour la conversion du CO2. Ces électrodes utilisent des supports en silicium de différentes géométries (plats, micropiliers, micropores), décorés par des nanoparticules bimétalliques. L'objectif final est la valorisation du CO2 et la génération de « combustibles solaires ». MODELGUIDE propose une approche multidisciplinaire originale combinant des expériences de photoélectrochimie et des simulations photoélectriques et électrochimiques. Il associe l'expertise de trois laboratoires : ICMPE (Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est), GeePs (Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris) et TAE (Theoretical and applied Electrochemistry Group, dans l'université de Murcia en Espagne).

Le chercheur postdoctoral sera une personne clé du projet de recherche. Il/elle sera en charge des simulations photoélectriques (par logiciel SILVACO) au GeePs, sous la supervision de S. Le Gall (MdC à l’Université Paris-Saclay) pour rationaliser et optimiser les matériaux (e.g., dimensions des macrostructures, taux de couverture des nanoparticules métalliques). Il mènera également une partie expérimentale à l'ICMPE (sous la supervision de E. Torralba, S. Bastide) pour fournir les données expérimentales nécessaires aux simulations.


Activités

Au GeePs (75 %) : Utilisation du logiciel Atlas-SILVACO pour des simulations 2D de la modulation de la courbure des bandes du Silicium (Si) au niveau des interfaces NP métallique/Si/électrolyte pour rationaliser la collecte de photoporteurs (vers les nanojonctions Si/NP métallique vs. vers l'interface Si/électrolyte). Simulations en fonction des travaux de sortie des métaux W pour différentes polarisations et différents flux lumineux afin d'évaluer leurs impacts sur la collecte des photoporteurs. Des mesures expérimentales avec une sonde Kelvin AFM pourront être faites pour déterminer les travaux de sortie des différents métaux spécifiques utilisés. Modélisation 2D étendue à des macrostructures Si/NP métallique/électrolyte (type micropiller) puis à une géométrie 3D sous symétrie axiale. Dans ces études, une illumination solaire se fera dans un premier temps sous modélisation de ray tracing (indices optiques n-k variables) mais pourra être étendu à d’autres modélisations optiques.

À l’ICMPE (25%) : Tests photoélectrochimiques de photocathodes (voltammetrie cyclique et chronoamperometrie). Détermination des potentiels de bandes plates par spectroscopie d'impédance.


Compétences

Le candidat doit avoir :
- Un doctorat en physique, chimie-physique, ou dans un domaine connexe (électronique, photovoltaïque).
- Une expérience thèse ou post-thèse pertinente en physique des semiconducteurs et composants dans les domaines du photovoltaïque et/ou électronique est attendue. Des connaissances en photoélectrochimie sont souhaitées mais pas obligatoires.
- Une bonne connaissance de logiciels de simulation de type TCAD (Silvaco, Sentorus, SCAPS etc.) est attendue. Le logiciel utilisé pour cette mission sera le logiciel ATLAS de la société Silvaco.
- De bonnes compétences en communication orale et écrite sont nécessaires.
- Aptitude à travailler en équipe / en collaboration / sur des projets pluridisciplinaires.


Contexte de travail

L'ICMPE est une unité mixte de recherche (UMR 7182) du CNRS et de l'Université Paris-Est Créteil (UPEC). Les chercheurs de l'ICMPE (90 permanents et 70 non permanents) développent des recherches originales et innovantes dans les domaines de la chimie, de la science des matériaux, de la physique, de l'ingénierie et de la biologie, afin de répondre aux grands défis sociétaux. Les domaines d'expertise de l'ICMPE couvrent trois grands thèmes transversaux : Matériaux pour les structures et l'énergie, Matériaux et procédés pour l'environnement et le développement durable, Chimie pour la santé à l'interface du vivant. Le chercheur postdoctoral travaillera au sein du groupe PhotoElectroCatalyse pour l’Energie et l’Environnement (PECEE). PECEE développe des procédés d'élimination et de valorisation de polluants tels que l'urée, les nitrates et le CO2. Dans ce contexte, il élabore des matériaux d'électrodes composés de semi-conducteurs photoactifs d'une part et de catalyseurs bimétalliques supportés d'autre part, dont la composition et la nanostructuration sont optimisées. L'électrochimie est le principal outil d'investigation.

Le GeePs est une unité mixte CNRS, CentraleSupelec, Université Paris-Saclay et Sorbonne Université. Il est installé sur le campus de Centralesupelec de l’Université Paris-Saclay à Gif-sur-Yvette. Avec 250 collaborateurs, dont 130 permanents et environ 80 doctorants, il constitue l’un des laboratoires les plus importants en Ile de France dans le domaine de l'« Electrical Engineering ». Les travaux de recherche réalisés au sein de l’unité combinent une triple approche : théorie-modélisation numérique - caractérisation et validation expérimentale. Ils sont répartis sur 3 pôles qui permettent de mener des activités sur un continuum qui s’étend des matériaux aux systèmes électroniques ou de conversion d’énergie. Le chercheur postdoctoral travaillera au sein du département Matériaux, où nous nous intéressons à des matériaux nouveaux pour des applications dans le domaine de l'électronique et de l'énergie.


Contraintes et risques

Risques chimiques typiques associés à la manipulation en laboratoire d'échantillons de silicium (acides fluorhydrique, sulfurique, nitrique, peroxyde d'hydrogène).


Informations complémentaires

Ce poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST) et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

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