Post-doctorant.e ligne de lumière SIRIUS

Implanté sur le plateau Paris-Saclay, à environ 20 kilomètres de la capitale, le synchrotron SOLEIL est l'une des principales infrastructures de recherche françaises. Depuis sa mise en service en 2008, il est au service des communautés scientifiques nationales et internationales. Les recherches effectuées à SOLEIL couvrent un large éventail de domaines scientifiques et industriels (physique, biologie, chimie, science des matériaux, environnement, sciences de la Terre et patrimoine culturel et naturel) en lien avec les enjeux sociétaux actuels. Les expériences menées sur les lignes de lumière s'appuient sur l'exploitation de la lumière synchrotron émise par des électrons accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière au sein d'un anneau de stockage. SOLEIL est placé sous la double tutelle du CNRS et du CEA, et offre à son personnel un environnement de travail à la fois dynamique, innovant, pluridisciplinaire et international.

À la pointe de la technologie, SOLEIL II est un projet ambitieux qui a pour objectif de fournir à la recherche scientifique et industrielle de nouvelles opportunités. SOLEIL II consiste en une modernisation d'envergure de l'infrastructure existante et vise à l’amélioration significative des performances des accélérateurs d’électrons et des lignes de lumière. Il est conçu pour répondre aux défis sociétaux majeurs actuels et futurs, notamment dans des domaines tels que la recherche sur les matériaux avancés, l'énergie et le développement durable, la santé et le bien-être, l'environnement. Les travaux de construction du projet SOLEIL II ont été lancés en 2024, marquant le début d'une phase de développement et d'innovation technologique. En parallèle, il est prévu que le fonctionnement de l'installation existante soit maintenu jusqu'à l'automne 2028. Le démarrage de SOLEIL II est programmé pour 2030, avec une montée en puissance progressive jusqu'en 2035.

Contexte et missions 

La ligne de lumière SIRIUS travaille dans la plage d’énergies de 1.1 Kev à 13 keV et accueille deux communautés scientifiques, celle de la Matière Molle et celle de Semiconducteurs, Oxydes et matériaux Magnétiques. Cette position postdoctorale s’ouvre dans le cadre du deuxième groupe des thématiques.

La ligne de lumière a été conçue pour effectuer des expériences de diffraction et d’absorption dans les rayons X tendres et durs, avec de l’instrumentation dédiée pour travailler à incidence rasante sur des surfaces, des interfaces et des nanostructures. En plus, on est capables de mesurer des spectres DAFS de haute qualité, et la possibilité de varier la polarisation du faisceau incident (linéaire verticale, linéaire horizontale, circulaire) grâce à la une source onduleur rende la ligne adapte pour réaliser des études de dichroïsme et de diffusion magnétique résonante. SIRIUS a été optimisée depuis 2014 pour accueillir un réacteur pour le dépôt par couches atomiques (ALD), développé dans le cadre du projet ANR MOON , pour caractériser in situ les états initiaux de l’élaboration de nanostructures d’oxydes [1]. Ce réacteur ALD a été récemment adapté à l’élaboration de dichalcogénures de métaux de transition dans le cadre du projet ANR ULTiMeD [2,3]. Le potentiel de la ligne pour travailler dans les rayons x tendres a été finalisé grâce à l’installation d’un diffractomètre 4-cercles sous haut vide en 2018 [4].

Le projet SIN-2D

Cette offre concerne une position postdoctorale (m/f) pour travailler sur la ligne sous la supervision du Dr. Gianluca Ciatto dans le cadre du projet SIN-2D, récemment financé par l’ANR.

Le projet SIN-2D vise à mieux comprendre les mécanismes de croissance et de décomposition lors du dépôt ALD/MLD et de la cristallisation de films ultraminces de VSx (sur substrats SiO₂ et MoS₂), afin d’atteindre les performances requises en microélectronique: conductivité optimale, faible résistance de contact sur MoS₂ et stabilité raisonnable à l’air. Les dichalcogénures de métaux de transition semiconducteurs, comme MoS₂ ou WS₂, ont suscité un fort intérêt ces dernières années pour les dispositifs électroniques ultra-miniaturisés [5]. Toutefois, l’ingénierie des contacts reste difficile en raison des résistances élevées obtenues avec la plupart des métaux [6]. Le VS₂, matériau semi-métallique,constitue un excellent candidat pour réaliser des contacts à faible résistance sur ces matériaux et pourrait être intégré dans des hétérostructures fonctionnelles (VSx/MoS₂) pour des transistors à effet de champ 2D. Le projet vise aussi à développer une méthodologie efficace, combinant suivi in situ de la synthèse et analyse des données assistée par l’intelligence artificielle, afin d’accélérer l’optimisation du procédé et d’atteindre rapidement les performances visées.

Nous utiliserons le réacteur ALD portable « MOON », conçu pour des études in situ pendant la croissance, grâce à des techniques synchrotron (fluorescence X, absorption X, diffraction X) complétées par ellipsométrie et analyse des gaz résiduels [7-9]. La partie menée à SIRIUS portera sur la caractérisation chimique et structurale in situ lors du dépôt et du recuit, afin d’optimiser le procédé ALD/MLD.

References:

  1. G. Ciatto et al. (2016), Thin Solid Films 617, 48–54.
  2. P. Abi Younes et al. (2022), Chem. Mater. 34, 10885−10901.
  3. A. K. Yadav et al. (2024), Nanoscale 16, 1853-1864.
  4. G. Ciatto et al. (2019), J. Synchrotron Rad. 26, 1374.
  5. Y.P. Venkata Subbaiah et al (2016), Adv. Funct. Mater 26, 2046.
  6. K. P. O’Brien et al. (2023), Nat. Commun. 14, 6400.
  7. R. Boichot et al. (2016), Chem. Mater. 28, 592;
  8. M. H. Chu et al. (2016), Cryst. Growth Des. 16, 5339;
  9. E. V. Skopin et al. (2018), Nanoscale, 10, 11585.

Environnement scientifique

SIN-2D est une collaboration parmi plusieurs partenaires (LMGP, Grenoble; CEA-Leti, Grenoble et SOLEIL, Saint-Aubin); cette collaboration permettra d'accéder à la chimie «verte» la plus efficace à mettre en œuvre dans l'ALD, à la diffusion Raman in situ, à la spectroscopie photo-électronique de rayons X (XPS), HAXPES, SIMS et TEM. Le candidat travaillera au sein de SOLEIL et en collaboration avec les autres instituts impliqués.

Missions

  • Le/la candidat(e) retenu(e) sera impliqué(e) dans la mise en place du réacteur ALD et des équipements auxiliaires sur le diffractomètre de la ligne de lumière SIRIUS.
  • Il (Elle) sera impliqué(e) et participera activement à toutes les expériences de synchrotron in situ et ex situ liées au projet SIN-2D (spectroscopie d'absorption des rayons X, diffraction des rayons X, fluorescence X, réflectivité X).

  • Plus concrètement, Il (Elle) sera chargé(e) de l’analyse quantitative des données EXAFS et des simulations ab initio des spectres XANES, réalisés sur les nanostructures finales de VSx ainsi que sur les structures hybrides amorphes associées, correspondant aux étapes intermédiaires

    du procédé ALD/MLD. Les expériences seront menées dans le domaine des rayons X tendres à durs autour des seuils K du V et du S, ainsi que des seuils L du Mo.

  • En collaboration avec le groupe GRADES de SOLEIL, le/la candidat(e) retenu(e) sera amené(e) à travailler sur l’automatisation du prétraitement et traitement des données. Elle/il développera, adaptera et mettra en œuvre des outils d’apprentissage automatique pour assister les simulations des spectres XANES, une approche moderne permettant d’obtenir des signaux théoriques beaucoup plus rapidement que par des simulations explicites, offrant ainsi un gain de temps significatif pour l’ajustement des données XANES.
  • Il (Elle) sera impliqué(e) dans les activités de commissioning de la ligne de lumière SIRIUS visant à améliorer l'acquisition de données pour les expériences in situ.
  • Elle/il présentera les résultats scientifiques obtenus à SIRIUS lors de conférences nationales et internationales.

Profil recherché

Le.la candidat.e devra être titulaire d’un doctorat en physique, science des matériaux, chimie ou dans un domaine connexe. Une expérience des techniques de rayonnement synchrotron en particulier la spectroscopie d’absorption des rayons X ainsi que l’analyse et la simulation des données associées sera fortement appréciée. Une expérience en intelligence artificielle appliquée à l’analyse de données scientifiques constituera un atout.

En plus, les aspects suivants seront considérés avec attention :

  • Forte motivation à travailler dans la physique appliquée et dans les sciences de matériaux
  • Capacité à développer des équipements expérimentaux complexes
  • Attitude au travail de groupe et capacité de collaboration avec différents groupes
  • Expérience dans la programmation scientifique (Matlab, Python, etc.)

Cette position demande du sens de responsabilité et autonomie. Le/la candidat(e) doit être capable de communiquer en anglais (parlé et écrit). La pratique du français serait appréciée mais n’est pas obligatoire.

Conditions de travail  

Cette offre concerne un contrat postdoctoral d’une durée de dix-huit mois. La rémunération sera basée sur la grille salariale de SOLEIL. Un large éventail de formations, ainsi que des opportunités de recherche et de perfectionnement, seront proposés. Le poste sera basé au Synchrotron SOLEIL, situé en région parisienne (Saint-Aubin – Essonne, France). Il est à pourvoir idéalement à partir de septembre 2026 ; toutefois, une date de début antérieure ou ultérieure pourrait être envisagée. Les candidatures devront inclure une lettre de motivation et un curriculum vitae.

Avantages : 

- 26 jours de congés payés + jusqu’à 2 jours de fractionnement + 23 jours de RTT par année complète de travail, et pour un travail hebdomadaire de 40 heures.

- La complémentaire santé obligatoire (régime de base) coûte 20,35 euros par mois pour le salarié (coût de 183,18 euros pour l’employeur, correspondant à 90% de la cotisation), adhésion comprise des membres du foyer (conjoint.e + enfant.s).

- Nous proposons une sur-complémentaire (facultative) de 28,43 euros pour votre foyer (conjoint.e + enfant.s).

- Bénéfice d’un régime de prévoyance qui permet de compléter les prestations des régimes obligatoires de Sécurité sociale, souvent insuffisantes. Elle compense les pertes de revenus de l’assuré en cas d’impossibilité de travailler, pour lui garantir son niveau de vie et celui de sa famille, dans des circonstances difficiles : décès, incapacité de travail ou invalidité, consécutifs à une maladie ou à un accident.

- Possibilité d’ouvrir un CET dès un an d’ancienneté : Le CET permet de développer l’épargne de droits acquis en temps de repos exprimé en jours en vue d’indemniser des congés, de racheter des trimestres de cotisations d’assurance vieillesse, d’alimenter un plan d’épargne entreprise (PEE) et/ou un plan d’épargne pour la retraite collectif (PERCO), et de monétariser les jours acquis. Le placement dans le PERCO donne lieu à un abondement de SOLEIL.

- Restauration d’entreprise sur le site de SOLEIL, avec un subventionnement des repas (selon la grille applicable fonction des salaires : coût pour le salarié de l’ordre de 3,30 euros à 6,75 euros).

- Avantages familiaux selon différentes situations : sursalaire familial, jours octroyés dans certaines situations, primes de mariage et de naissance…

- Activités sociales et culturelles proposées par le CSE de SOLEIL.