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Développement d'imagerie magnétique 3D et haute résolution de microstructures antiferromagnétiques (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR7198-MARTAI-028
Lieu de travail : NANCY
Date de publication : jeudi 18 juin 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2643.22
Niveau d'études souhaité : Bac+5
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Les propriétés magnétiques des matériaux dépendent non seulement de la structure à l'échelle atomique mais également de la microstructure : domaines magnétiques, parois de domaines,arrangements de spins complexes comme les vortex et les skyrmions… Ces structures magnétiques
présentent un fort intérêt fondamental mais aussi technologique (aimants permanents, capteurs et
actuateurs magnétiques, matériaux pour la spintronique…). L'échelle pertinente à considérer s'étend alors de quelques nanomètres à quelques micromètres.
Les structures ferromagnétiques peuvent être observées avec une résolution nanométrique par plusieurs techniques qui tirent parti de l'amplitude du moment magnétique (Microscopie à Force Magnétique, microscopie de Lorentz, microscopie Kerr, dichroïsme magnétique circulaire des RX…).
Mais ces techniques ne permettent pas l'observation de structures antiferromagnétiques dont le moment total s'annule aux échelles au-delà de la maille atomique. L'imagerie de domaines antiferromagnétiques reste ainsi un défi et n'est pour le moment possible que par microscopie
XPEEM dans le cas de films minces d'ordre antiferromagnétique colinéaire. Les matériaux
antiferromagnétiques suscitent cependant un intérêt croissant en spintronique et requièrent ainsi le
développement de nouvelles techniques d'analyse.
L'objectif de ce projet est le développement d'une technique d'imagerie de haute résolution (échelle
du nm) pour des structures antiferromagnétiques 2D et 3D, basée sur l'utilisation de faisceaux RX cohérents. Une telle approche devient possible grâce à la nouvelle source de l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) dont la brillance, inégalée dans le monde, est maintenant 100x
supérieure à la source précédente.
Le candidat sera impliqué dans toutes les étapes de ce projet : Il/elle sera tout d'abord responsable
de la synthèse, caractérisation et optimisation des structures antiferromagnétiques ; il/elle participera
alors activement aux expériences synchrotron ainsi qu'au processus d'analyse des données pour pouvoir extraire l'image 3D haute résolution de structures magnétiques non colinéaires.

Activités

Croissance épitaxiale de films minces monocristallins de structure antiferromagnétique (MBE)
Structuration d'objets de taille nano/micrométrique (lithographie optique et électronique)
Caractérisation structurale et magnétique (AFM, XRD, SQUID…)
Expériences de diffraction magnétique cohérente (synchrotron ESRF)
Analyse de données, méthodes numériques

Compétences

Le candidat doit posséder un socle de connaissances solide en physique de la matière condensée
(ordre cristallin, magnétisme…) pour pouvoir s'impliquer efficacement dans les multiples aspects de
ce projet. Il/elle doit avoir un goût marqué pour le travail expérimental et la programmation.
Il/elle doit apprécier le travail en équipe, avoir de bonnes capacités de communication en Français
et/ou Anglais et être prêt à voyager entre Nancy et Grenoble pour travailler aux deux endroits.

Contexte de travail

Ce travail fait partie du projet XMUM (financé par l'ANR) qui rassemble cinq équipes expertes en
croissance de matériaux magnétiques, caractérisation et techniques synchrotron. Il se déroulera à
Nancy (Institut Jean Lamour) pour la synthèse et l'optimisation des échantillons et à Grenoble
(SIMaP et ESRF) pour les expériences synchrotron et l'analyse des données.
L'IJL est un laboratoire de recherche associé au CNRS et à l'Université de Lorraine. Il rassemble
environ 180 chercheurs et enseignants chercheurs, et autant d'étudiants doctorants et postdoctorants.
Il développe de nombreuses collaborations avec partenaires académiques et industriels
dans plus de trente pays. Situé sur le nouveau campus ARTEM, l'institut offre un parc instrumental
exceptionnel. Le candidat rejoindra l'équipe « spintronique et nanomagnétisme ».
Le SIMaP à Grenoble rassemble 200 personnes travaillant dans les domaines de la chimie,
physique, propriétés mécaniques des matériaux et fluides, thermique et oeuvrant à la conception de
process de synthèse de matériaux. Le SIMaP est un laboratoire phare en métallurgie physique et
thermodynamique. Il entretient de forte connexions avec les grands instruments, en particulier
l'ESRF. Le candidat rejoindra l'équipe « Metal Physics ».
L'ESRF est le synchrotron européen. Il vient juste de connaitre un upgrade majeur qui a permis un
gain de près de deux ordres de grandeur sur la brillance, offrant ainsi de nouvelles opportunités
scientifiques qui ne sont pas envisageables ailleurs. Le candidat travaillera en collaboration avec les
équipes des lignes ID01 et ID10, spécialistes en imagerie par diffraction cohérente.
Le projet s'articule aussi en collaboration avec le groupe « micro- and nanomagnetism » de l'Institut
Néel et avec Spintec, tous deux situés à Grenoble.

Contraintes et risques

Aucun. Des formations sécurité sont assurées pour les nouveaux entrants à l'IJL et les expérimentateurs de l'ESRF

Informations complémentaires

Le candidat doit être diplômé d'un Doctorat en Physique de la Matière Condensée, Sciences des
Matériaux ou équivalent. Une expérience dans l'un ou plusieurs des domaines suivants sera
considérée favorablement : MBE, micro- et nano- technologies en salle blanche, expériences
synchotron…

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