Missions

Les dispositifs spintroniques de première génération se caractérisent par une vitesse élevée de traitement des données et une consommation d'énergie réduite. Pour augmenter leur densité de stockage, il est nécessaire d'utiliser des matériaux ayant une plus grande polarisation de spin. Les ferromagnétiques demi-métalliques (Half Metal Ferromagnets, HMF), dont l'une des sous-bandes de spin se comporte comme un métal tandis que les autres sous-bandes de spin imitent un semi-conducteur, sont connus pour présenter une polarisation de spin de 100 % en raison de leur structure de bande unique. Les dispositifs basés sur les HMF pourraient « alimenter » la prochaine génération de disques durs ou de MRAM spintroniques. Comme les HMF, les semi-conducteurs sans gap et polarisé en spin (Spin Gapless Semiconductors) combinent une sous-bande de spin semi-conductrice à une sous-bande de spin semi-métallique. Ils présentent non seulement une polarisation très élevée, mais aussi une grande mobilité électronique, ce qui minimise encore l'énergie nécessaire pour faire fonctionner les dispositifs qui pourraient les intégrer. Les SGSC sont donc considérés comme une nouvelle classe de matériaux, capables d'alimenter une nouvelle génération de dispositifs spintroniques.
Les alliages d’Heusler quaternaires comme CoFeCrGa et CoFeMnSi font partie des quelques composés présentant des propriétés de SGSCs. Ils ont une température de Curie élevée et une structure électronique ajustable. Cependant, les SGSCs sont très peu nombreux et le désordre atomique affecte leur structure électronique et réduit leur polarisation de spin. C’est pourquoi nous proposons de rechercher de nouveaux alliages d’Heusler quaternaires avec une structure électronique de type SGSC ou à défaut HMF et d’étudier les effets du désordre sur leur structure électronique pour mieux le contrôler.

Activités

La / le post-doctorant.e travaillera sur de nouvelles compositions d’alliages d’Heusler sous forme massive, qui auront été mises au préalable en évidence par des algorithmes d’apprentissage automatique combinés à des calculs DFT à haut-rendement. Ces alliages auront été synthétisés dans l’autre équipe de recherche partenaire du projet (Institut Saha, Kolkatta, Inde). Elle / il effectuera les caractérisations microstructurales par diffraction des rayons X et microscopie électronique à balayage. Elle / il conduira des expériences de calorimétrie différentielle de façon à mettre en évidence les éventuelles transitions structurales couramment observées dans ces alliages et liées au désordre atomique. Elle / il participera à l’écriture de projets d’expériences de diffraction des neutrons (Institut Laüe-Langevin) ou des rayons X sur synchrotron de façon à caractériser dans le détail les éventuels défauts atomiques rencontrés dans ces nouveaux alliages. Si possible, elle / il participera à des calculs DFT de la structure électronique. Elle / il conduira des mesures de transport électronique (résistivité et coefficient Seebeck) en fonction de la température et du champ magnétique (effet Hall et magnétorésistance) avec l’aide d’un Ingénieur CNRS. La / le post-doctorant.e aura la responsabilité de mettre en évidence l’influence de la composition et des méthodes d’élaboration sur les propriétés SGSC ou HMF. Elle / il rédigera les publications produites par cette recherche et communiquera ses résultats dans des conférences.

Compétences

La / le candidat(e) sera titulaire d’un doctorat soutenu avant le 31/01/2025. Elle / il aura un profil de chercheur(se) en Science des Matériaux (Sciences des Matériaux ou Chimie du Solide ou Physique du Solide), avec une expérience en caractérisation des propriétés microstructurales et magnétiques et / ou des propriétés de transport de matériaux inorganiques massifs, préférentiellement intermétalliques. Une expérience en calculs DFT est souhaitable mais pas obligatoire. Pour postuler, elle / il devra fournir un curriculum-vitae incluant une liste de publications et un résumé de ses activités de recherche passées (maximum 1 page).

Contexte de travail

La / le post-doctorant.e travaillera à l’ICMPE sous la direction d’Éric Alleno et de Céline Barreteau, chercheurs CNRS.



Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.