Propriétés optiques et de spin des pérovskites halogénées // Optical and spin properties of halide perovskites

Depuis quelques années, les pérovskites halogénées se distinguent par leurs propriétés optoélectroniques exceptionnelles. Cette nouvelle classe de matériaux semiconducteurs a démontré un potentiel extraordinaire pour la réalisation de cellules solaires à faible coût et de dispositifs pour l'émission de lumière. Les cellules solaires à base de pérovskites halogénées ont connu une progression fulgurante et présentent maintenant des rendements de plus de 26%, au même niveau que les meilleures cellules solaires à base silicium. Ce succès motive de nombreuses recherches pour comprendre l'origine physique de cette incroyable efficacité et ouvrir la voie au design de nouveaux matériaux performants. Par ailleurs, les pérovskites halogénées sont aussi prometteuses pour des applications en spintronique. Elles présentent un fort couplage spin-orbite, un relativement long temps de relaxation de spin, et un accès optique pour la génération et détection de spin.
L'objectif de cette thèse est d'explorer les propriétés excitoniques et de spin des pérovskites halogénées. Les échantillons seront synthétisés dans le cadre d'une collaboration avec les laboratoires LuMIn et ISMO de l'Université Paris Saclay dans le cadre du projet ANR HAPERO. L'étudiant.e disposera de matériaux de haute qualité, obtenue par déposition sous vide, contrôlée par l'utilisation de méthodes de caractérisations in-situ extrêmement sensibles.

Le candidat ou la candidate aura pour rôle de conduire des études expérimentales de microscopie et spectroscopie optique des pérovskites halogénées. Les mesures reposent sur un dispositif de microphotoluminescence fonctionnant à température cryogénique (4K-300K), permettant l'application de champ magnétique (9T).

Le travail se déroulera au sein du laboratoire GEMaC, à Versailles. Le GEMaC est une unité mixte du CNRS et de l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, membre de l'Université Paris-Saclay.
Le candidat ou la candidate devra posséder un diplôme de Master ou équivalent, avec de solides connaissances en physique de la matière condensée et optique. La personne recrutée devra avoir un fort intérêt pour la recherche expérimentale. Un bon niveau d'anglais est requis.
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A PhD position is open in the GEMaC laboratory, with a starting date in 2025. Funding for this PhD project is already secured. A master thesis internship is also possible in the first half of 2025.
In recent years, halide perovskites have demonstrated exceptional optoelectronic properties. This new class of semiconductor materials has proved an extraordinary potential for the production of low-cost solar cells and light-emitting devices. Perovskite solar cells have made lightning progress, and now boast efficiencies over 26%, on par with the best silicon-based solar cells. This success leads to significant research effort to understand the physical origins of their performance. Halide perovskites are also promising for spintronic applications. They present a strong spin-orbit coupling, a relatively long spin relaxation times, and optical accessibly for spin generation and detection.
The objective of the PhD is to explore the exciton and spin properties of halide perovskites. The samples will by synthetized in collaboration with LuMIn and ISMO laboratory from University Paris-Saclay, in the context of the ANR project HAPERO. The candidate will study high quality perovskite thin films, obtained by vacuum growth, and controlled in-situ with extremely sensitive characterization techniques.

The candidate will conduct experiments based on photoluminescence microscopy and spectroscopy. The experimental set-up includes a confocal microscope operating at cryogenic temperature (4K-300K) and a superconducting magnet (9T) for magneto-optical spectroscopy.
The candidate should have a master degree with a strong background in solid-state physics and optics, and have a strong taste for experimental research. Good communication skills in English are required.

The research work will take place at GEMaC (Versailles, France). The GEMaC is a joint unit of the CNRS and the Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, member of the Université Paris-Saclay.
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Début de la thèse : 01/09/2025
WEB : https://www.gemac.uvsq.fr/oen

Other public funding

ANR

Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes

573 Interfaces : matériaux, systèmes, usages

Le candidat ou la candidate devra posséder un diplôme de Master ou équivalent, avec de solides connaissances en physique de la matière condensée et optique. La personne recrutée devra avoir un fort intérêt pour la recherche expérimentale. Un bon niveau d'anglais est requis.
The candidate should have a master degree with a strong background in solid-state physics and optics, and have a strong taste for experimental research. Good communication skills in English are required.