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Foton-OHM

Offre de thèse dans le domaine des nouveaux matériaux à semiconducteurs

Démarrage 1er octobre 2019 (durée 36 mois)

Développement de nouveaux matériaux pour la production d’hydrogène solaire

La production et le stockage de l’énergie propre, renouvelable, et à bas coût est l’un des défis lancés à la science du XXIè siècle. La photo-électrolyse de l’eau promet la conversion directe de l’énergie solaire en hydrogène, pouvant être réutilisé pour la production de chaleur ou d’électricité sur demande. Dans ce contexte, l’équipe OHM (composante INSA), qui possède une expertise reconnue au plus haut niveau international dans la maîtrise et la compréhension des cellules solaires et des matériaux semi-conducteurs III-V et Si, a développé en 2018 une nouvelle filière de matériaux III-V intégrés sur substrats bas coût de silicium permettant d’espérer de très bons rendements de photo-électrodes. L’objectif de la thèse proposée est de travailler sur le développement de matériaux à gap direct GaPSb épitaxiés sur silicium, tout en assurant un alignement parfait des bandes d’énergie du matériau avec les niveaux RedOx de l’eau. Différentes stratégies de passivation par des oxydes seront envisagées. La démonstration d’une photo-électrode avec des rendements record de conversion énergie solaire vers hydrogène en est le principal objectif.

Pour cela, le doctorant pourra s’appuyer sur les technologies de pointe du laboratoire, ou disponibles en collaboration, pour la réalisation d’échantillons (épitaxie par jets moléculaire), pour leurs caractérisations structurales (diffraction des rayons X, microscopie à force atomique), pour leurs caractérisations optiques (ellipsométrie spectroscopique résolue en angle, photoluminescence à températures cryogéniques), et pour leurs caractérisations électriques (effet Hall, I(V) sous illumination par simulateur solaire).

 
Mots-clés

croissance de matériaux semi-conducteurs III-V, MBE, photo-électrode, production d’hydrogène solaire

 
Contacts

Charles CORNET, Nicolas BERTRU

 
Candidature

Toute candidature devra être envoyée par mail et devra comporter les éléments suivants :
- Lettre de motivation et CV détaillé
- Copie du diplôme de master ou équivalent et Bulletins de notes des 2 dernières années
- Liste de publications s’il y a lieu et Lettres de recommandation (x2)