Projet Scientifique :

Ce projet vise à faciliter l’analyse des matériaux polycristallins sous forme de poudre ou massifs en développant des approches d’analyse structurale basées sur la diffraction électronique réalisée dans un microscope électronique en transmission (MET). Au CRISMAT, il a été montré que des cristaux ou domaines cristallins de 10 nm [1] peuvent être analysés par la diffraction des électrons dite 3D (3D ED) [2]. Une infime quantité de poudre suffit donc pour mettre en œuvre cette technique. Cependant, la collecte sur un grand nombre de cristaux/domaines et l’analyse des données restent relativement lentes. L’objectif est ici de proposer des approches optimisées pour une utilisation systématique, automatisée et nécessitant une supervision minimale, avec deux axes principaux :

1. Automatisation de la 3D ED : Actuellement, seuls quelques jeux de données peuvent être collectés et analysés manuellement par jour. Quelques groupes ont exploré des approches semi-autonomes de 3D ED, notamment pour des composés pharmaceutiques [3]. Ces méthodes seront testées et adaptées aux matériaux inorganiques complexes étudiés au CRISMAT.
2. Cristallographie sérielle et 4D-STEM : Certains matériaux sont trop sensibles aux conditions du microscope pour être analysés par 3D ED classique. Nous développerons une méthode alternative, la cristallographie sérielle [4], qui réduit le temps d’exposition à quelques millisecondes par cristal. En combinant cette approche avec la technique dite 4D-STEM [5], nous pourrons visualiser et identifier les différentes phases présentes dans des échantillons polyphasés, même en très petites quantités.

En développant ces outils, le CRISMAT, pionnier dans le domaine de la cristallographie électronique, renforcera son leadership tout en offrant à la communauté scientifique des solutions innovantes pour la caractérisation des matériaux, spécialement adaptées aux exigences de la chimie exploratoire et à la découverte accélérée de nouveaux matériaux.

[1] Cordero Oyonarte, E. et al., ACS Nano 19 (2025) 20599
[2] Gemmi, M. et al., ACS Central Science 5 (2019) 1315.
[3] Lightowler, M. et al., Angew. Chem. Int. Ed. 136 (2024) e202317695.
[4] Smeets, S. et al., J. Appl. Crystallogr. 51 (2018) 1262.
[5] Ophus, C. Microsc. Microanal. 25 (2019) 563.

• - Un diplôme de Master en Chimie, Science des Matériaux, Physique, Informatique ou dans un domaine connexe.
• - Des compétences analytiques et de résolution de problèmes avérées.
• - Une expérience en programmation, de préférence en Python.
• - Une connaissance des techniques de diffraction serait un atout.
• - Un vif intérêt pour les matériaux durables et la recherche environnementale.
• - Une maîtrise écrite et orale de l’anglais.

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