Thèse Chimie de Coordination des Lanthanides pour les Technologies Quantiques H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : LCM Laboratoire de Chimie Moléculaire Direction de la thèse : Gregory NOCTON Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Le projet consistera à synthétiser des complexes de coordination à base de lanthanides avec les ligands podants de symétrie 3, développés au laboratoire. La synthèse des ligands adéquats sera effectuée sous la supervision du Dr. Grégory Danoun, chercheur au laboratoire et spécialiste en synthèse organique, avec l'appui d'un assistant ingénieur (H/F). La/le doctorant.e devra conduire la synthèse des complexes avec les lanthanides originaux et les caractériser par de multiples méthodes dont la diffraction des rayons X, le magnétisme, la RPE, les spectroscopies RMN, UV-Vis-NIR et infrarouge/Raman. Les complexes seront ensuite incorporés et/ou greffé sur des surfaces de silice à haute surface spécifique pauvres en groupements OH ou des slices mésoporeuses sous la supervision du Dr. Victor Castaing et du Dr. Thierry Gacoin, chercheurs au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée de l'École polytechnique. Les nouveaux matériaux contenant des complexes de lanthanides au sein de la silice à différentes concentrations seront caractérisés par RPE en collaboration avec plusieurs partenaires du projet (Paris, Grenoble, Strasbourg, Marseille). En relation avec les autres membres du groupe, la/le doctorant.e veillera à la bonne tenue et au bon fonctionnement des salles de synthèse selon les recommandations proposées par les financeurs et par la direction du laboratoire et pourra être amené à encadrer des étudiants de licence et de master. Le groupe du Dr. Grégory Nocton est installé au sein du laboratoire de chimie moléculaire (UMR 9168), UMR CNRS École polytechnique (www.organo-f-synthesis.fr). Le groupe travaille sur des complexes de lanthanides et d'actinides et a obtenu un financement sur les technologies quantiques (MolQIf, PEPR / ANR, https://www.pepr-quantique.fr/projet/molqif/) pour la synthèse de complexes de coordination à base de lanthanides (Yb, Er, Gd) qui seront ensuite incorporés dans des supports de type silice au moyen de différents méthodes (adsorption, greffage covalent...). Ces greffages seront effectués en collaboration avec le groupe du Dr. Thierry Gacoin du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (https://pmc.polytechnique.fr/spip.php?article108). L'objectif du projet proposition MolQIf vise à explorer le potentiel des complexes paramagnétiques (PCs) pour jouer le rôle de bits quantiques (qubits) robustes à l'état solide pour le traitement quantique de l'information (QIP). Nous souhaitons exploiter la flexibilité et la polyvalence des complexes de lanthanides pour concevoir et préparer des cristaux moléculaires composés de molécules présentant des architectures de spins électronique et nucléaire ciblées, adaptées à la démonstration de portes logiques quantiques, au stockage quantique optique et aux télécommunications. - Développer la synthèse organique de ligands tripodaux adaptés aux lanthanides
- Synthétiser des complexes de lanthanide (Gd, Er, Yb) avec les ligands organiques.
- Caractériser les complexes par les méthodes de routine de la diffraction des rayons X, le magnétisme, la RPE, les spectroscopies RMN, UV-Vis-NIR et infra-rouge / Raman.
- Préparer les supports de silice par les méthodes adaptées
- Greffer et/ou incorporer les complexes de lanthanides dans les supports de silice à différente concentration
- Participer aux caractérisations non usuelles des complexes et des matériaux : magnétisme, RPE et luminescence.
- Participer aux collaborations internationales du groupe, le/la doctorant.e sera amené à visiter des laboratoires étrangers en Europe.
- Effectuer la veille scientifique afférente au sujet de recherche.
- Préparer des rapports écrits et communiquer les résultats selon les recommandations proposées par le financeur.
- Participer à des séminaires de recherche.
- Rédiger les résultats de la recherche effectués dans des documents scientifiques compatibles au dépôt de brevet ou de publication.
- Encadrer des étudiants de master et de licence du groupe de recherche.
- Veiller à la bonne tenue et au bon fonctionnement des salles de synthèse selon les recommandations proposées par les financeurs et par la direction du laboratoire.
- Participer aux tâches de maintenance des appareillages du groupe de recherche et du laboratoire.