Développement d'une mesure électrochimique aux limites pour application biocapteurs (H/F)

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***FRANCAIS***
Développement d'une mesure électrochimique aux limites pour application biocapteurs :

Des travaux précédents ont démontré les possibilités d’une mesure électrochimique via une mesure haute fréquence (GHz), permettant d'atteindre des résolutions en courant faradique de l'ordre de l'attoampère (10^-18 A)[1–3]. Il a également été démontré qu'une mesure basée sur le bruit shot-noise faradique était possible [4]. L'enjeu est ici de transférer ces techniques à une mesure compatible avec les technologies sur puce via une architecture en guide d'onde coplanaire, d’évaluer leurs sensibilités, d’évaluer les possibilités de combiner les techniques, ainsi que de de les confronter à des échantillons biologiques réels, allant au-delà de la simple preuve de concept sur entité électrochimiques sans fonctions biologique.

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Development of an Electrochemical Measurement at the Limits for Biosensor Applications

Previous work has demonstrated the potential of electrochemical measurement using high-frequency (GHz) techniques, achieving faradaic current resolutions on the order of attoamperes (10^-18 A) [1-3]. It has also been shown that measurement based on faradaic shot noise is possible [4]. The challenge now is to transfer these techniques to a chip-compatible measurement system using a coplanar waveguide architecture, assess their sensitivities, evaluate the possibilities of combining them, and test them with real biological samples—going beyond simple proof-of-concept demonstrations on electrochemical entities without biological function.

1. Grall, S. et al. Attoampere Nanoelectrochemistry. Small 17, 2101253 (2021).
2. Awadein, M. et al. Nanoscale electrochemical charge transfer kinetics investigated by electrochemical scanning microwave microscopy. Nanoscale Adv. 10.1039.D2NA00671E (2022) doi:10.1039/D2NA00671E.
3. Awadein, M. et al. Electrochemical Scanning Microwave Microscopy Reveals Ion Intercalation Dynamics and Maps Active Sites in 2D Catalyst. Small 2500043 (2025) doi:10.1002/smll.202500043.
4. Grall, S. et al. Electrochemical Shot Noise of a Redox Monolayer. Phys. Rev. Lett. 130, 218001 (2023).

***FRENCH***
La thèse se déroulera à Toulouse au sein de l'équipe MPN au LAAS, fort d'une plateforme de fabrication (salle blanche) et d'une plateforme de caractérisation électrique (accès VNA GHz) ainsi que du support ingénieur associé.

***ENGLISH***
The PhD will take place in Toulouse within the MPN team at LAAS-CNRS, which benefits from a state-of-the-art fabrication platform (cleanroom) and an electrical characterization platform (access to GHz VNA equipment), along with dedicated engineering support.

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***FRANCAIS***
Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e) par un projet à l’interface entre l’électrochimie et l’instrumentation haute fréquence. Idéalement, vous possédez des notions de base en électrochimie et/ou électronique ainsi que des compétences en traitement du signal, qui vous permettront de contribuer activement à la mise en place d’expériences innovantes.

Vos missions incluront :

La conception et la réalisation d’expériences combinant électrochimie, mesures haute fréquence (GHz) et analyse du bruit.

La fabrication en salle blanche de guides d’onde et d’électrodes dédiés à l’électrochimie.

Au-delà des compétences techniques, nous valorisons particulièrement :
- Votre curiosité scientifique et votre capacité à explorer des approches originales.
- Votre engagement dans un projet interdisciplinaire, où l’autonomie et la créativité seront des atouts majeurs.

Ce projet se situe à l'intersection de la chimie quantique, l'électronique haute fréquence et le dévelopement de capteurs innovants : les candidats faisant preuves de leurs motivations à s'investir dans ces domaines seront grandement appréciés.

***ENGLISH***

We are looking for a motivated candidate passionate about a project at the intersection of electrochemistry and high-frequency instrumentation. Ideally, you have a basic understanding of electrochemistry and/or electronics, along with signal processing skills, enabling you to actively contribute to the development of innovative experiments.

Your responsibilities will include designing and conducting experiments that combine electrochemistry, high-frequency (GHz) measurements, and noise analysis, as well as fabricating waveguides and electrodes for electrochemistry in a cleanroom environment.

Beyond technical skills, we highly value your scientific curiosity and ability to explore original approaches, as well as your commitment to an interdisciplinary project where autonomy and creativity will be key strengths.

This project sits at the crossroads of quantum chemistry, high-frequency electronics, and the development of innovative sensors. Candidates who demonstrate motivation and a willingness to engage deeply in these fields will be especially appreciated.