Publiée 1 août 2026
Doctorat: Dynamique polaronique de photo-électrocatalyseurs sous excitation chimique et photonique sondée par spectroscopies à différentes échelles temporelles (H/F)
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies
Villeurbanne, Auvergne-Rhône-Alpes 69626, France
CDI
Description du Poste
Sujet De Thèse
Financé par la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI) du CNRS, ce projet de thèse vise à caractériser quantitativement les porteurs photo-excités dans les photoélectrocatalyseurs de TiO₂ et SrTiO₃, en déterminant leur mobilité polaronique, leur degré de localisation et la durée de vie des états Ti³⁺ intra-gap. Dans ces oxydes, les charges se piègent ou se recombinent avant d'atteindre les sites réactifs, ce qui limite directement l'efficacité photocatalytique. L'enjeu est de distinguer, via la signature Ti³⁺, un polaron mobile d'états piégés constituant des canaux de perte irréversible, et d'identifier les conditions operando qui préservent suffisamment cette mobilité pour permettre une photochimie de surface efficace. L'étude comparative TiO₂ (rutile/anatase) vs SrTiO₃ permet enfin de généraliser les conclusions au-delà d'un seul matériau.
Votre Environnement de Travail
Le projet repose sur des campagnes coordonnées combinant synthèse et spectroscopie multi-échelle. Les matériaux, synthétisés à l'IRCELYON avec contrôle indépendant de la phase, du dopage et des défauts, y seront caractérisés par XPS/UPS en mode statique et sous excitation photonique afin d'établir l'état électronique de référence des surfaces et de suivre son évolution. La spectroscopie THz donnera ensuite accès à la conductivité et à la mobilité des polarons photo-induits. Ces résultats serviront de référence pour les campagnes sur grands instruments : tr-PES à l'European XFEL (interface solide-liquide) et RIXS operando au seuil K du Ti au synchrotron. Les performances photocatalytiques et photoélectrochimiques mesurées sur les mêmes séries de matériaux ancreront directement les observables spectroscopiques aux résultats catalytiques, aboutissant à une méthodologie unifiée qui transforme le signal Ti³⁺ d'une empreinte qualitative en un indicateur quantitatif de mobilité et de durée de vie des porteurs, applicable sous vide, en conditions operando et à l'interface solide-liquide.
Contraintes et risques
Campagnes d'expériences internationales : Le candidat devra être totalement disponible pour réaliser différentes missions sur les grands instruments. Le projet implique des séjours de recherche à l'European XFEL à Hambourg (Allemagne) pour réaliser les mesures de spectroscopie avancée. Déplacements en France : Votre travail quotidien se fera à l'IRCELYON à Villeurbanne (Lyon), mais des déplacements ponctuels sont à prévoir pour des expériences au synchrotron SOLEIL (région parisienne).
Rémunération et avantages
Rémunération
2 300 € bruts mensuels
Congés et RTT annuels
44 jours
Pratique et Indemnisation du TT
Pratique et indemnisation du TT
Transport
Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu'à 300€
À propos de l'offre
Référence de l'offre
UMR5256-LUICAR-004
Section(s) CN / Domaine de recherche
Chimie physique, théorique et analytique
À propos du CNRS
Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d'associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.
Sujet De Thèse
Financé par la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI) du CNRS, ce projet de thèse vise à caractériser quantitativement les porteurs photo-excités dans les photoélectrocatalyseurs de TiO₂ et SrTiO₃, en déterminant leur mobilité polaronique, leur degré de localisation et la durée de vie des états Ti³⁺ intra-gap. Dans ces oxydes, les charges se piègent ou se recombinent avant d'atteindre les sites réactifs, ce qui limite directement l'efficacité photocatalytique. L'enjeu est de distinguer, via la signature Ti³⁺, un polaron mobile d'états piégés constituant des canaux de perte irréversible, et d'identifier les conditions operando qui préservent suffisamment cette mobilité pour permettre une photochimie de surface efficace. L'étude comparative TiO₂ (rutile/anatase) vs SrTiO₃ permet enfin de généraliser les conclusions au-delà d'un seul matériau.
Votre Environnement de Travail
Le projet repose sur des campagnes coordonnées combinant synthèse et spectroscopie multi-échelle. Les matériaux, synthétisés à l'IRCELYON avec contrôle indépendant de la phase, du dopage et des défauts, y seront caractérisés par XPS/UPS en mode statique et sous excitation photonique afin d'établir l'état électronique de référence des surfaces et de suivre son évolution. La spectroscopie THz donnera ensuite accès à la conductivité et à la mobilité des polarons photo-induits. Ces résultats serviront de référence pour les campagnes sur grands instruments : tr-PES à l'European XFEL (interface solide-liquide) et RIXS operando au seuil K du Ti au synchrotron. Les performances photocatalytiques et photoélectrochimiques mesurées sur les mêmes séries de matériaux ancreront directement les observables spectroscopiques aux résultats catalytiques, aboutissant à une méthodologie unifiée qui transforme le signal Ti³⁺ d'une empreinte qualitative en un indicateur quantitatif de mobilité et de durée de vie des porteurs, applicable sous vide, en conditions operando et à l'interface solide-liquide.
Contraintes et risques
Campagnes d'expériences internationales : Le candidat devra être totalement disponible pour réaliser différentes missions sur les grands instruments. Le projet implique des séjours de recherche à l'European XFEL à Hambourg (Allemagne) pour réaliser les mesures de spectroscopie avancée. Déplacements en France : Votre travail quotidien se fera à l'IRCELYON à Villeurbanne (Lyon), mais des déplacements ponctuels sont à prévoir pour des expériences au synchrotron SOLEIL (région parisienne).
Rémunération et avantages
Rémunération
2 300 € bruts mensuels
Congés et RTT annuels
44 jours
Pratique et Indemnisation du TT
Pratique et indemnisation du TT
Transport
Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu'à 300€
À propos de l'offre
Référence de l'offre
UMR5256-LUICAR-004
Section(s) CN / Domaine de recherche
Chimie physique, théorique et analytique
À propos du CNRS
Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d'associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.
