Contexte
Dans le domaine du vitrage, la fonctionnalisation de la surface du verre se fait par des couches minces métalliques et diélectriques déposées par pulvérisation cathodique magnétron. Actuellement ces couches sont majoritairement planes, mais la possibilité de réaliser des couches nanostructurées offrirait des applications intéressantes. La texturation et la fonctionnalisation de la surface du verre est ainsi un axe de recherche de l’unité mixte Saint-Gobain/CNRS, Surface du Verre et Interfaces (SVI), situé à Saint-Gobain Research Paris.
Sujet
La séparation de phase dans les verres silicatés massifs et en couches minces a été étudiée au laboratoire depuis quelques années. La maîtrise de l’élaboration de différentes morphologies par la séparation de phase ouvre la voie à de nouveaux designs et propriétés des surfaces. Dans la nature (par ex les plumes des oiseaux), il est possible d’obtenir des colorations aussi vives que variées par une combinaison d’effets de diffusion (couleurs structurales) et d’absorption (pigments) associée à des variations d’indice de refraction à l’échelle nanométrique induites par séparation de phase. Du point de vue industriel, la modification des propriétés de surface par échange ionique est aussi bien connue par les verriers. La trempe chimique est ainsi utilisée pour augmenter la résistance mécanique du verre. L’objectif de cette étude est d’obtenir des nouvelles propriétés (coloration) par la combinaison des deux méthodes : l’échange ionique pour l’absorption, la séparation de phase pour la diffusion de la lumière.
En particulier, on cherchera à étudier la possibilité de faire un échange ionique sélectif sur des surfaces présentant une séparation de phase. Plus particulièrement, les travaux de thèse se concentreront sur les échanges entre les alcalins des verres et les ions des métaux de transition pour permettre de combiner les effets optiques de nanostructuration par séparation de phase et coloration hétorogéne par les ions de métaux de transtion. Ces échanges seront effectués à travers le dépôt de couches de sels sur des surfaces préalablement struturées par séparation de phase. Une fois ce procédé maîtrisé, les études se concentreront sur les caractérisations optiques, morphologiques et struturales de ces couches. Plusieurs techniques seront utilisées (AFM, Raman, MEB, spectroscopie UV-Vis, etc) pour une meilleure compréhension des phénomène physiques à la base des propriétés optiques. Un autre aspect abordé au cours de cette thèse sera la comprehension et la maîtrise des mécanismes à l’oeuvre durant l’échange ionique.
L’utilisation des équipements de pointe du centre permettra également des contacts avec les autres départements, dans le domaine du verre et des couches minces. En tant qu’unité mixte Saint-Gobain/CNRS, SVI est un environnement riche qui donnera à l’étudiant€ un aperçu du monde académique et industriel.
Durée et localisation
Cette thèse se déroulera au sein du laboratoire SVI, localisé à Saint-Gobain Research Paris, au 39 quai Lucien Lefranc, 90303 Aubervilliers. http://svi.cnrs.fr/ en collaboration avec la laboratoire PMMH ESPCI https://www.pmmh.espci.fr/
Profil souhaité
• Diplôme d’ingénieur ou Master2 (physique, chimie et/ou science des matériaux),
• Motivé(e), curieux(se), rigoureux(se), avec un goût pour l’expérimentation et l’autonomie
• Des connaissances dans le domaine du verre ou des couches minces seraient un plus.
Contact
Ekaterina Burov – ekaterina.buorv@saint-gobain.com Maria Malheiro Reymao– maria.malheiroreymao@saint-gobain.com Damien Vandembroucq - damien.vandembroucq@espci.f