PROPOSIT (Allocation de PROPOSITION DE THÈSE - Femto-ST

PROPOSITION
(Allocation de
Candidatures à envoyer
avant
SUJET : Étude de la
fléxoélectricité de nanosystèmes par le d
approche atomistique et éléments
ENCADRANTS
Directeur de thèse : Michel DEVEL (
michel.devel@femto
Institut FEMTO-ST (UMR CNRS 6174)
, Département
Contexte
Les études sur l’utilisation de la flexoélectricité
relative et la polarisation électrique d’un matériau) pour la transduction électromécanique et la récupération d’énergie à
l’échelle submicrométrique ne sont encore que très prélimina
si
la flexoélectricité offre la possibilité d’utiliser une gamme de matériaux beaucoup plus vaste que celle des matériaux
piézoélectriques, le challenge est d’obtenir des effets suffisamment forts p
Afin d’évaluer les performances de nano-
méthodes atomistiques préalablement utilisées pour la simulation du fonctionnement de
électromécaniques
et de capteurs de gaz à base de nanotubes de carbone, avec des méthodes de type éléments finis
ainsi que des approches de type milieux continus
les effets de surface ne seront pas
forcément
l’encadrement de cette thèse permet de réunir des compétences avérées dans ces différents domaines.
Programme de travail
Le but de cette thèse sera donc d’
étudier la faisabilité de nanosystèmes récupérateurs d’énergie en exploitant
flexoélectricité de couches
minces nanostructurées par croissance
inclinées ou d’hélices ou bien encore de
feuillets de graphène
Le travail de thèse consistera
initialement
déjà développé au laboratoire, en collaboration avec Harold Park (U. de Boston, USA) et Zhao Wa
[H. S. Park et al., Comput.
Methods Appl. Mech. Engrg.,
d’étendre le formalisme
précédent, fondé sur des couplages entre multipôles électrostatiques induits,
de multipôles permanents, ce qui devrait a priori permettre de traiter la piézoélectricité
nanosystèmes.
Il est alors prévu d’utiliser les résultats de simulation pour prédire les valeurs numériques de para
de milieux effectifs continus se prêtant
mieux à des études analytiques.
base de couches
minces nanostructurées ou de graphène permettra d’évaluer leurs performances
ou la conversion d’énergie.
Profil recherché
La personne recrutée sera préférentiel
lement
(Physique, Mécanique ou mathématiques appliquées) avec un gout pour la théorie et des compétences avérées en
programmation.
Un bon niveau de connaissances
électromagnétiques des matériaux
serait également apprécié
PROPOSITION
DE THÈSE
recherche ministérielle,
présidentielle)
avant
fin mai 2013, prise de fonction à
partir
fléxoélectricité de nanosystèmes par le d
éveloppement d’algorithmes mêlant
approche atomistique et éléments
finis
michel.devel@femto
-st.fr), Co-directeurs : L.
Hirsinger et N.
, Département
Micro Nano Sciences et Systèmes,
Besançon, France
Les études sur l’utilisation de la flexoélectricité
(relation de proportionnalité entre un gradient de déformation mécanique
relative et la polarisation électrique d’un matériau) pour la transduction électromécanique et la récupération d’énergie à
l’échelle submicrométrique ne sont encore que très prélimina
ires. Beaucoup reste encore à faire dans ce domaine.
la flexoélectricité offre la possibilité d’utiliser une gamme de matériaux beaucoup plus vaste que celle des matériaux
piézoélectriques, le challenge est d’obtenir des effets suffisamment forts p
our pouvoir se prêter à des applications.
ou micro- dispositifs utilisant la flexoélectricité
, nous proposons de coupler des
méthodes atomistiques préalablement utilisées pour la simulation du fonctionnement de
et de capteurs de gaz à base de nanotubes de carbone, avec des méthodes de type éléments finis
ainsi que des approches de type milieux continus
. Ceci nous permettra d’
étudier la flexoélectricité
forcément
négligeables par rapport aux effets de volume.
l’encadrement de cette thèse permet de réunir des compétences avérées dans ces différents domaines.
étudier la faisabilité de nanosystèmes récupérateurs d’énergie en exploitant
minces nanostructurées par croissance
PVD sous incidence rasante (GLAD)
feuillets de graphène
.
initialement
à généraliser pour un système tridimensionnel et
déjà développé au laboratoire, en collaboration avec Harold Park (U. de Boston, USA) et Zhao Wa
Methods Appl. Mech. Engrg.,
200, 2447–2457 (2011)]. Dans
précédent, fondé sur des couplages entre multipôles électrostatiques induits,
de multipôles permanents, ce qui devrait a priori permettre de traiter la piézoélectricité
Il est alors prévu d’utiliser les résultats de simulation pour prédire les valeurs numériques de para
mieux à des études analytiques.
Enfin, l’étude thermodynamique de dispositifs
minces nanostructurées ou de graphène permettra d’évaluer leurs performances
lement
titulaire d’un master 2 recherche dans le domaine de la modélisation
(Physique, Mécanique ou mathématiques appliquées) avec un gout pour la théorie et des compétences avérées en
Un bon niveau de connaissances
en mécanique des milieux continus
serait également apprécié
.
présidentielle)
partir
d'octobre 2013
éveloppement d’algorithmes mêlant
Hirsinger et N.
Daher
Besançon, France
(relation de proportionnalité entre un gradient de déformation mécanique
relative et la polarisation électrique d’un matériau) pour la transduction électromécanique et la récupération d’énergie à
ires. Beaucoup reste encore à faire dans ce domaine.
Même
la flexoélectricité offre la possibilité d’utiliser une gamme de matériaux beaucoup plus vaste que celle des matériaux
our pouvoir se prêter à des applications.
, nous proposons de coupler des
méthodes atomistiques préalablement utilisées pour la simulation du fonctionnement de
nanosystèmes
et de capteurs de gaz à base de nanotubes de carbone, avec des méthodes de type éléments finis
étudier la flexoélectricité
dans des systèmes où
négligeables par rapport aux effets de volume.
L’équipe constituée pour
l’encadrement de cette thèse permet de réunir des compétences avérées dans ces différents domaines.
étudier la faisabilité de nanosystèmes récupérateurs d’énergie en exploitant
la
PVD sous incidence rasante (GLAD)
de colonnes
à généraliser pour un système tridimensionnel et
à implémenter le formalisme
déjà développé au laboratoire, en collaboration avec Harold Park (U. de Boston, USA) et Zhao Wa
ng (U. de Xi’An, Chine)
un deuxième temps, il s’agira
précédent, fondé sur des couplages entre multipôles électrostatiques induits,
pour inclure l’effet
de multipôles permanents, ce qui devrait a priori permettre de traiter la piézoélectricité
, puis la flexoélectricité de
Il est alors prévu d’utiliser les résultats de simulation pour prédire les valeurs numériques de para
mètres
Enfin, l’étude thermodynamique de dispositifs
à
minces nanostructurées ou de graphène permettra d’évaluer leurs performances
pour la récupération
titulaire d’un master 2 recherche dans le domaine de la modélisation
(Physique, Mécanique ou mathématiques appliquées) avec un gout pour la théorie et des compétences avérées en
en mécanique des milieux continus
et/ou en propriétés