PhD - Développement d'un détecteur à base de SiC pour gaz toxiques dans des environnements difficiles
Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP)

PhD - Développement d'un détecteur à base de SiC pour gaz toxiques dans des environnements difficiles

France 27 avr. 2021

À PROPOS L'INSTITUTION

Relier la recherche fondamentale aux applications dans nos domaines d'expertise.
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DÉTAILS OPPORTUNITÉ

Université étatique
Région
Pays hôte
Date limite
27 avr. 2021
Niveau d'études
Type d'opportunité
Spécialités
Pays éligibles
Cette opportunité est destiné à tous les pays
Région éligible
Toutes les régions

Nom du directeur de thèse: Dr Laurent OTTAVIANI

Tél: 04 13 94 53 37

Courriel: laurent.ottaviani@im2np.fr

Co-encadrante: Dr Sandrine BERNARDINI-BARAKEL

Tél: 04 13 94 23 02

Courriel: sandrine.bernardini@im2np.fr

Laboratoire: IM2NP - UMR CNRS 7334 - Marseille (FR)

Financement: demandé

Type de financement: ED 353

Résumé en anglais:

Plusieurs industries, telles que l'aérospatiale ou la pétrochimie, nécessitent le développement d'une gamme de technologies de capteurs chimiques pour des applications telles que la détection des fuites de carburant, la détection d'incendie et la surveillance des émissions. Par ailleurs, surveiller l'air que nous respirons est un besoin sociétal croissant pour assurer le bien-être, la sécurité et la bonne santé des êtres vivants dans les espaces confinés. Pour répondre à ces besoins, des systèmes embarqués miniaturisables stables dans le temps et capables de détecter les pics de pollution en temps réel doivent être envisagés [1].

Lors de leur fonctionnement, les couches sensibles des capteurs de gaz sont activées thermiquement ou par une source lumineuse, ce qui fournit une énergie d'activation suffisante pour les réactions d'adsorption et de désorption des molécules de gaz à leur surface. La variation de la charge électrique générée par ces réactions conduit alors à une variation de la conductivité des matériaux utilisés. Des travaux récents ont montré que les capteurs de gaz à base de SiC ont des propriétés très intéressantes pour la détection de gaz toxiques [2-3]. Ce sujet de thèse propose de travailler sur les problèmes de détection en environnement sévère à l'aide de détecteurs SiC.

Les enjeux scientifiques auxquels répond ce sujet de thèse pour optimiser les propriétés de détection du SiC vis-à-vis des gaz toxiques s'appuieront sur deux axes principaux complémentaires et pluridisciplinaires: l'étude du matériau et du composant SiC et le protocole de mesure en environnement sévère .

Les travaux de thèse seront réalisés au sein des équipes MCI (MicroSensors and Instrumentation) et IRM-PV (Radiation-Matière et Interactions Photovoltaïques) du département DETECT (Détection, Radiation et Fiabilité) de l'IM2NP (Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence) ), sous la direction du Dr Laurent OTTAVIANI, Maître de conférences habilité à superviser les recherches et la codirection de Mme Sandrine BERNARDINI-BARAKEL, Maître de conférences. Le doctorant interagira avec d'autres équipes du laboratoire pour la caractérisation structurale et chimique des matériaux déposés.

Le futur doctorant pourra s'appuyer sur les connaissances complémentaires développées au sein de ces équipes concernant la conception, la fabrication et la caractérisation de dispositifs de détection UV et gaz, ainsi que sur les nombreuses installations de recherche présentes dans ces équipes pour le dépôt et la caractérisation électrique. de ce dernier dans un environnement contrôlé.

Ses travaux consisteront à développer des dispositifs à base de SiC capables de détecter les gaz toxiques oxydants (NO 2 et O 3 ) et réducteurs (NH 3 et CO).

Des études préliminaires entre ces deux équipes ont montré la bonne fiabilité des photo-détecteurs UV à base de SiC fonctionnant à haute température et sous irradiation [4]. De plus, l'éclairage LED UV a conduit à une amélioration significative des performances des capteurs de gaz à base de ZnO en présence de gaz oxydants [5-6].

Nous proposons de centrer l'étude sur l'évaluation de la stabilité du détecteur UV à base de SiC dans un environnement contrôlé (température, humidité et gaz) et sur les interactions rayonnement-matière entre la source lumineuse et l'oxydant (NO 2 et O 3 ) et réducteurs (NH 3 et CO).

Cette thèse comprendra des études des matériaux à déposer afin de choisir les plus pertinents / performants, la réalisation de capteurs, et leur caractérisation en milieu contrôlé sous les gaz polluants majoritaires.

Compétences du candidat requises

Des compétences en science des matériaux et en physique des composants seront appréciées. Une expérience des techniques de caractérisation électrique est attendue ainsi que du travail d'équipe, de la facilité de communication et de l'initiative.

Merci d'envoyer une lettre de motivation, un CV, un relevé de notes Master 2 ou une école d'ingénieur.

Publications sur le sujet:

Intégration professionnelle après thèse :

Une insertion professionnelle sera possible dans le secteur public ou privé en postulant à des postes dans l'enseignement supérieur, au CNRS, ou à un emploi dans l'industrie.

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