Synthèse de céramiques transparentes de Nd:YAG (Nd:Y3Al5O12)

Le LCH développe des projets de recherche interdisciplinaires à la frontière avec la biologie, les sciences des matériaux et la physique. Il aborde aussi bien les aspects conceptuels et fondamentaux multi-échelles que les problématiques plus avancées vers les applications, en lien avec les propriétés des systèmes étudiés. Les personnels du laboratoire couvrent un large spectre d'expertises en chimie de synthèse (organique, inorganique, (nano)matériaux, mises en forme), caractérisations et spectroscopies avancées, le tout associé à une expertise forte en modélisation moléculaire (états excités, réactivité, liquides, etc.)

Le projet s'effectue en collaboration avec Cristal Laser. Basée en France, Cristal Laser est un leader technologique qui développe et fabrique des cristaux optiques non linéaires tels que les cristaux LBO, KTP, KTA et RTP pour l’électro-optique. Ils servent les technologies les plus avancées : chirurgie assistée par laser, sciences de la vie, spatial, sécurité et défense, ainsi que de nombreuses applications de traitement des matériaux.

Depuis leur première démonstration expérimentale en 1960 par T. Mainman, les lasers ont été largement développés. De loin, le matériau laser à l’état solide le plus utilisé est le Nd:YAG, généralement sous forme de monocristal. Au cours des trois dernières décennies, des avancées majeures ont été réalisées dans la production de céramiques transparentes de YAG pour les lasers. Ces matériaux polycristallins peuvent présenter les mêmes, voire de meilleures propriétés optiques, et généralement des propriétés thermo-mécaniques supérieures à celles du YAG monocristallin. Par conséquent, il existe un intérêt croissant pour le développement de ces matériaux dans les applications laser de haute puissance. L’équipe a mis au point une approche de synthèse glycothermale afin de produire des nanocristaux (NCs) de YAG de haute cristallinité et de petite taille (≈ 5 nm). Récemment, des NCs de Nd:YAG de nature similaire ont été utilisés pour former des corps verts homogènes (céramiques brutes). Ces céramiques brutes ont ensuite été traitées thermiquement pour produire des céramiques transparentes.

L’étudiant participera au développement d’un nouveau protocole pour la formation de corps verts : pressage à sec et coulage en barbotine. Les céramiques brutes seront ensuite frittées afin d’obtenir la transparence. Les objets produits (corps vert et céramique) seront caractérisés de manière fine.

Le candidat doit être curieux et passionné pour la recherche.

Une formation en chimie et sciences des matériaux est demandée.

Il est préférable que le candidat ait déjà une expérience dans le domaine de la recherche.