Post-doctorat : Ligne de lumière ODE

SOLEIL est le centre français de rayonnement synchrotron, situé sur le plateau de Saclay près de Paris. Il s’agit d’un instrument pluridisciplinaire et d’un laboratoire de recherche, ayant pour mission de conduire des programmes de recherche en utilisant le rayonnement synchrotron, de développer une instrumentation de pointe sur les lignes de lumière et de mettre celles-ci à la disposition de la communauté scientifique. Le synchrotron SOLEIL, outil unique à la fois en matière de recherche académique et d’applications industrielles, a ouvert en 2008. Il est utilisé annuellement par plusieurs milliers de chercheurs français et étrangers, à travers un large éventail de disciplines telles que la physique, la biologie, la chimie, l’astrophysique, l’environnement, les sciences de la terre, etc. SOLEIL s’appuie sur une source de rayonnement remarquable à la fois en termes de brillance et de stabilité. Cette Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR), partenaire de l’Université Paris-Saclay, est constituée en société « civile » fondée conjointement par le CNRS et le CEA.

ODE (Optique Dispersive EXAFS) est une ligne dédiée à la spectroscopie d’absorption des rayons x durs (de 5 à 30 keV) avec un montage en dispersion d’énergie. Ce montage spécifique assure une grande stabilité du faisceau et une acquisition rapide des données. Des mesures de XANES, EXAFS et XMCD (avec application d’un champ magnétique) y sont réalisées dans des environnements de mesures variés (haute ou basse température et/ou sous pression).

Plus de détails sur la ligne de lumière peuvent être trouvés ici: https://www.synchrotron-soleil.fr/fr/lignes-de-lumiere/ode

Mission

Sous la responsabilité de Lucie Nataf et en collaboration avec Anne Bleuzen et Amélie Bordage de l’ICMMO (Université Paris Saclay), le(la) post-doctorant(e) devra participer aux missions de la ligne, à savoir :

• l’accueil des utilisateurs ainsi que la mise en place des expériences, incluant la préparation des cellules hautes pressions
• le développement expérimental avec le commissioning de l’aimant 7 Teslas et du nouveau cryostat associé à cet aimant
• le(la) post-doctorant(e) devra également développer un sujet de recherche exploitant possibilités expérimentales de la ligne ODE, ayant pour objectif d’une part de progresser dans la compréhension des signaux XMCD dans le domaine des rayons X durs et d’autre part de montrer à la communauté scientifique du magnétisme moléculaire, l’intérêt de la technique pour leurs recherches.

Projet

Récemment, la versatilité de la chimie d’Analogues du Bleu de Prusse (ABP) bimétalliques et la description de leur structure électronique par une approche ‘orbitales moléculaires’, ont été utilisées pour mieux comprendre les signaux XMCD dans le domaine des rayons X durs^1,3. Cette étude a permis pour la première fois de relier les caractéristiques du signal XMCD à la structure électronique et au magnétisme local des ions des métaux de transitions dans ces systèmes moléculaires, et d’établir des expressions reproduisant fidèlement l'intensité des signaux. Ces avancées permettent désormais d’utiliser le XMCD au seuil K des métaux de transition pour sonder localement le magnétisme des ABPs. Elles ont également suggéré un lien entre l’orientation du moment magnétique par rapport à la structure cristallographique et l’intensité du signal XMCD. L’utilisation du XMCD pour comprendre les propriétés magnétiques locales des ABPs d’une part, et l’utilisation de composés de coordination à base de terres rares et de métaux de transition pour mieux comprendre le rôle de l’orientation des moments magnétiques sur les signaux XMCD d’autre part, sont au cœur des deux axes de recherche proposés.

1. Utilisation du XMCD au seuil K des métaux de transition pour comprendre les propriétés magnétiques locales des ABPs.

Les ABPs trimétalliques sont plus complexes que les ABPs bimétalliques tant du point de vue de l’interprétation des signaux XMCD que des propriétés présentées par ces composés. Ces composés trimétalliques de formules chimiques (A_xA’_1-x)₄[B(CN)₆]_3/8 et A₄[(B_xB’_1-x)(CN)₆]_3/8 présentent des propriétés magnétiques originales dues à la compétition entre les interactions d'échange des deux  sous-réseaux (A et B). Une première étude montrant l’apport inédit du XMCD aux seuils K des métaux de transition pour comprendre les propriétés des composés de la série CoNiFe ((Co_xNi(_1-x))₄[Fe(CN)₆]_3/8⁴ ouvre un nouveau champ de recherche à explorer, le nombre de combinaisons possibles de métaux de transition dans ces systèmes étant infinie.

Certains ABPs bimétalliques et trimétalliques présentent en outre des propriétés de commutation photo-induites. L’étude des propriétés magnétiques locales dans ce type d’états photo-induits, quasiment inexplorées, représente un autre champ de recherche ouvert.

  2. Utilisation de composés de coordination à base de métaux de transition et de terres rares pour mieux comprendre le rôle de l’orientation des moments magnétiques sur les signaux XMCD.

Un autre point portera sur des monocristaux de complexes moléculaires mono et polymétalliques de terres rares et des monocristaux de chaînes de métaux de transition à ponts cyanure, en collaboration avec le laboratoire de Chimie de Coordination de Toulouse. La plupart de ces systèmes présentent une anisotropie magnétique dont l'orientation est connue par rapport aux axes cristallographiques. Les mesures de ces systèmes par XMCD nécessitent l’application d’un champ magnétique allant jusqu’à 7T et l’orientation de monocristaux.

Afin d’approfondir son sujet et d’étendre ses connaissances, le(la) post-doctorant(e) sera incité(e) à utiliser d’autres techniques expérimentales, que ce soit à SOLEIL (sur d’autres lignes de lumière telles que AILES, PSICHE, CRISTAL, GALAXIES…) ou en dehors du synchrotron, notamment en collaboration avec les laboratoires voisins, sur le plateau de Saclay.

Il/elle sera également incité(e) à participer à des conférences scientifiques en lien avec la recherche propre développée et/ou les possibilités expérimentales et techniques de la ligne et à rédiger également ses résultats dans des articles de revues scientifiques.

Qualifications & Compétences

Le/La candidat/e doit être titulaire d’une thèse ou d’un titre équivalent en physique de la matière condensée, physique ou chimie des matériaux ou dans une discipline proche.

Le/la candidat(e) devra posséder des compétences solides en expérimentation, y compris dans le traitement des données. Il/elle devra être autonome et prendre en charge dans leur totalité les expériences, en particulier celles réalisées sur la ligne ODE (y compris les demandes de temps de faisceau).

Les aspects suivants seront regardés avec une attention particulière :

• capacité à mener sa recherche ;

• aptitude et goût pour le travail en équipe ;

• expérience en spectroscopie d’absorption des rayons x (EXAFS, XANES, XMCD) avec un accent plus particulier sur la technique XMCD ;

• expérience en techniques des hautes pressions ;

Le/la candidat(e) doit parler et écrire couramment l’anglais.

Date de fin de réception des candidatures au 31 octobre 2024