DETOX : MoDulation de la structure ElecTronique d’OXyde de tungstène par dépôt combinatoire en couches minces : Influence des défauts intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés électrochimiques // Tuning the Electronic Structure of Tungsten Oxide Thi

Dans le cadre d’une collaboration entre le CEA-TECH, le CEA-INSTN, l’ICMCB, et le FSCEL-laRFIS de Montréal, nous proposons un sujet de thèse sur la modulation de la structure électronique d’oxyde de tungstène par dépôt combinatoire en couches minces. Le projet DETOX est dédié à la recherche accélérée de matériaux et vise en particulier le domaine des systèmes électrochimiques avec des applications en électrochromisme ou photo-électrocatalyse. Le couplage ou synergie entre les propriétés chromogéniques (modulation des propriétés optiques par un stimulus extérieur et en particulier de l’électrochromisme avec application d’une tension) et la photo-électrocatalyse s’appuie sur l’origine redox des 2 fonctionnalités induisant soit un changement de couleur soit la production d’H2 par craquage de l’eau. Se focalisant sur la voie couche mince et nommément la pulvérisation cathodique magnétron, l’identification de matériaux aux propriétés optimisées nécessite de balayer un grand nombre de conditions de dépôt, telles que la nature de la cible, la pression, l’atmosphère, induisant des modulations de structure, morphologie, composition. Dans cette recherche de matériaux performants, les dépôts combinatoires d’oxydes se révèlent être un outil très pertinent. Une telle approche couplée à l’utilisation d’outils d’intelligence artificielle pour prédire les matériaux ayant les meilleures propriétés et permettant leur optimisation conduit à un gain de temps significatif.
S’appuyant sur un consortium de quatre équipes aux expertises complémentaires, le(a) doctorant(e) bénéficiera de l’aide des permanents impliqués dans le cadre du projet DETOX qui participeront activement aux travaux de recherche.
Ces travaux seront menés dans le cadre du PEPR (Projet d’Equipements Prioritaires de Recherche) DIADEM coordonné par le CNRS et le CEA, dédié à la découverte accélérée de matériaux innovants assistée par Intelligence Artificielle. Ils seront réalisés conjointement principalement au sein de deux laboratoires de la région Nouvelle Aquitaine à Pessac (Plateforme Criblage Matériaux du CEA Tech (PRTT NA) et Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB) avec des aller-retours à Paris Saclay et à Polytechnique Montréal entre 9 mois et 12 mois de la thèse.

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We are offering a fully funded PhD position within the DETOX project, a collaborative research project involving CEA-TECH, CEA-INSTN, the Bordeaux Institute of Condensed Matter Chemistry (ICMCB), and FCSEL-LaRFIS at Polytechnique Montréal.
The DETOX project is dedicated to accelerated materials discovery, with a particular emphasis on electrochemical materials for electrochromic and photoelectrocatalytic applications. These two functionalities share a common redox origin: electrochromic materials reversibly modulate their optical properties under an applied voltage, while photoelectrocatalytic materials promote hydrogen production through solar-driven water splitting. Hence, understanding and controlling the relationship between defects, electronic structure, and electrochemical performance is a key scientific challenge.
The PhD project will focus on the synthesis of tungsten oxide (WO3)-based thin films using combinatorial magnetron sputtering. Tuning deposition parameters—including target composition, working pressure, and reactive atmosphere—the candidate will investigate how intrinsic and extrinsic defects influence the structural, morphological, electronic, and electrochemical properties of the deposited materials.
Combinatorial thin-film deposition provides a powerful high-throughput approach for rapid exploration of complex materials parameter spaces. Coupled with artificial intelligence and machine learning tools for data analysis and materials prediction, this strategy offers a significant acceleration in the discovery and optimization of functional materials.
The successful candidate will join a multidisciplinary consortium having complementary expertise in thin-film deposition, electrochemistry, materials characterization, and data-driven materials science. Throughout the project, the student will work closely with researchers from the four partner institutions, benefiting from their active supervision and scientific support.
The PhD will be carried out within the DIADEM Priority Research Programme and Equipment (PEPR), a national initiative coordinated by CNRS and CEA which aims to accelerate the discovery of innovative materials through artificial intelligence.
The research will be held primarily in Bordeaux, France at two partners laboratories:
- CEA Tech Materials Screening Platform (PRTT Nouvelle-Aquitaine)
- Bordeaux Institute of Condensed Matter Chemistry (ICMCB)
The project will also include regular research visits to CEA-INSTN in Saclay and an international research stay of 9 to 12 months at Polytechnique Montréal (Canada), providing the candidate a valuable international research experience.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Nouvelle-Aquitaine (CTREG)
Service : DNAQ
Date de début souhaitée : 01-11-2026
Directeur de thèse : ROUGIER Aline
Organisme : Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux CNRS

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Nouvelle-Aquitaine (CTREG)
Service : DNAQ

Ingénieur chimie / physique / électrochimie / matériaux