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Recrutement de Post-doctorat / Post-doctorate offer

Etude de films minces d’oxydes déposés par pulvérisation cathodique RF / Study of Oxide Thin Films for Gas Detection

CHERCHEUR/POST-DOC JUNIOR H/F (7 mois)
Etude de films minces d’oxydes déposés par pulvérisation cathodique RF en vue de leur application dans le domaine de la détection des gaz

Junior Scientist/Post-doc Man/Woman (7 month)
Study of Oxide Thin Films for Gas Detection



Pour candidater  :
site internet de Emploi-CNRS : http://bit.ly/2ZJ7luT
renseignements : Lionel Presmanes CR CNRS, presmane chimie.ups-tlse.fr

Sujet

L’objectif est de développer de nouvelles couches sensibles à base de films minces d’oxydes pouvant à terme être intégrés dans des micro-capteurs de gaz pour la qualité de l’air extérieur. La mesure se fera par variation d’impédance en fonction de la teneur en gaz cible (NO2). Les propriétés de détection des couches sensibles vis-à-vis des gaz cible seront optimisées en jouant sur les conditions de préparation et sur les cycles thermiques pendant les tests capteurs.

Une part importante du travail consistera donc à optimiser les conditions de préparation et les cycles thermiques sous gaz des couches sensibles. L’optimisation des conditions de d’élaboration sera étudiée afin d’obtenir ces oxydes à l’état nanostructurés. La multiplication du nombre de joints de grains et le fort rapport surface/volume liés à la nanostructuration sont favorables à une augmentation de la réponse. Le(La) candidat(e) aura à sa disposition de nombreux moyens d’élaboration (bâti de dépôt RF sputtering), d’analyses et caractérisations des structures (GXRD, Raman), microstructures (microscopie AFM, MEB et MET, mesure de surface BET) et propriétés électriques (mesures 4 pointes, mesure sous gaz) des films minces.

Domaine d’application

Les systèmes électroniques actuels de mesure de la pollution de l’air utilisent des capteurs de gaz à l’état solide (résistifs et électrochimiques) et, pour les particules PM des capteurs optiques (absorption et dispersion de la lumière). Il est nécessaire de développer des capteurs de gaz plus performants avec : une sensibilité accrue (ppb) ; une meilleure sélectivité (sans interférence avec d’autres gaz) ; un temps de réponse plus court (secondes) ; une durée de vie longue (plusieurs années) ; une meilleure stabilité et robustesse (large éventail de conditions de température, humidité, composition de l’air, comparaison avec les outils de référence et étalonnage) ; et une consommation plus faible (mW). Les capteurs seront à terme intégrés dans des plates-formes avec l’électronique nécessaire (chauffage du capteur, conditionnement du signal, GPS et communication sans-fil).

Contexte

Ce travail de recherche s’inscrit dans les axes de recherche de l’équipe OVM du CIRIMAT (couches minces nanostructurées, relations microstructure-propriétés, compréhension de mécanismes réactionnels aux interfaces solide-gaz). La bourse est financée par le programme Interreg-Sudoe dans le cadre du projet NanoSens-AQM. Le post-doctorat de 7 mois se déroulera sur le site du CIRIMAT situé à l’Université de Toulouse 3 Paul Sabatier. Salaire brut 2617 €.

Profil du(de la) candidat(e)
H/F avec un profil Docteur en science des matériaux ou physique des matériaux ayant des compétences dans l’élaboration de films minces par pulvérisation cathodique et leurs caractérisations structurale, microstructurale, et électrique.
Profil junior : expérience de moins de 2 ans après la thèse. Une expérience dans l’étude des couches minces pour capteurs de gaz est souhaitée (capteurs Mox à semi-conducteurs et mise en œuvre de test capteurs sous atmosphères contrôlées). Nous recherchons de préférence quelqu’un de dynamique ayant démontré ses capacités à effectuer des recherches et rédiger des publications en toute autonomie.



Study of Oxide Thin Films for Gas Detection

Application : The application must be completed online at Emploi-CNRS website : http://bit.ly/2ZJ7luT
(contact : Lionel Presmanes, presmane chimie.ups-tlse.fr)

Research topic

The objective is to develop new sensitive layers based on oxide thin films that can be integrated into micro-gas sensors for outdoor air quality. Measurement will be done by electrical resistance variation as a function of the target gas content (NO2). The detection properties of the sensitive layers vs the target gas will be optimized by varying the preparation parameters and temperature cycles during sensing tests.

An important part of the work will consist in optimizing the conditions of preparation and the thermal cycles under gas of the sensitive layers. The optimization of the elaboration conditions will be studied in order to obtain nanostructured oxides. The multiplication of the number of grain boundaries and the high surface / volume ratio related to the nanostructuration are favorable to an increase in the response. The post-doc reasearcher will have at his/her disposal various means of elaboration (RF sputtering deposition), and analysis and characterization of structures (GXRD, Raman), microstructures (AFM, MEB and TEM microscopy, BET surface measurement) and electrical properties (4-point measurements, resistivity measurement under gas) of thin films.

Application domain

Current electronic air pollution measurement systems use solid state gas sensors (resistive and electrochemical) and, for PM particles, optical sensors (absorption and dispersion of light). There is a need to develop better gas sensors with : increased sensitivity (ppb) ; better selectivity (without interference with other gases) ; shorter response time ; a long life (several years) ; better stability and robustness (wide range of temperature conditions, humidity, air composition, comparison with reference tools and calibration) ; and lower consumption (mW). These new sensors will be integrated into platforms with the necessary electronics (sensor heating, signal conditioning, GPS and wireless communication).

Context

This research work is in line with the research themes of the CIRIMAT OVM team (nanostructured thin layers, microstructure-property relationships, understanding of reaction mechanisms at solid-gas interfaces). The postdoctoral fellowship is funded by the Interreg-Sudoe program as part of the NanoSens-AQM project. Gross salary =2617 € (equivalent to a net salary of almost 2100 €).

Profile of the candidate

PhD profile in materials science or physics of materials with expertise in the elaboration of thin films by sputtering and their structural, microstructural, and electrical characterizations. Junior profile : less than 2 years of experience after the PhD. Experience in the study of thin layers for gas sensors will be preferred (especially Mox sensor knowledge and gas sensing experiments by using electrical measurements under controlled temperature and atmosphere). We are looking for a dynamic person who has demonstrated his ability to carry out research work and write publications independently.