Missions

Les grenats magnétiques (archétype le YIG Y_3 Fe_5 O_12) sont des isolants ferrimagnétiques formant une vaste famille, par le biais des substitutions de l’yttrium ou du fer (ce dernier sur 2 sites cristallographiques). Ils s’épitaxient très bien sur des substrats grenats, que ce soit par épitaxie en phase liquide, pulvérisation cathodique ou encore ablation laser pulsée. Leur facteur d’amortissement magnétique peut être extrêmement faible, ce qui les fait intervenir dans nombre d’applications. Les couches minces (quelques micromètres) ont été intensément étudiées dans les années 70. Depuis une dizaine d’années, il est possible de fabriquer des couches ultraminces (moins de 10 nm) de ces matériaux, ouvrant la voie au contrôle des propriétés magnétiques par effets d’interface.

Activités

Dans le cadre d’un consortium ANR, le LPS réalise une étude multi-techniques des propriétés de telles couches, dans le but de
- mettre en évidence une interaction d’échange antisymétrique « Dzyaloshinskii-Moriya » d’interface, et la contrôler ;
- étudier la dynamique des textures magnétiques, telles que les parois de domaine, sous différents stimuli comme champ magnétique et courant électrique circulant dans une couche métallique adjacente, par effet de couple spin-orbite.
Les échantillons sont fournis par le consortium. Les techniques utilisées sont la microscopie magnéto-optique, les microscopies de champ proche (AFM, MFM, etc.), la spectroscopie d’ondes de spin par effet Brillouin. Le laboratoire dispose d’une salle blanche permettant de réaliser des microstructures selon les besoins. Enfin, les résultats sont analysés par la théorie du micromagnétisme, analytiquement quand cela est possible, ou numériquement (codes « maison » ou publics).

Compétences

Pour candidater, il est requis d'avoir un doctorat en physique, et une bonne connaissance de la physique des solides et du magnétisme de la matière. Une expérience en nanomagnétisme et électronique de spin sera fortement appréciée.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique des Solides est une unité mixte de recherche (UMR 8502) de l'Université Paris-Saclay et du CNRS. Il est affilié à l'Institut de Physique du CNRS et à la 28e section du Conseil National des Universités. Le LPS est membre de la Fédération Friedel-Jacquinot, structure de coordination de la physique sur le plateau du Moulon à Orsay (IdF).
Il regroupe une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, et l'activité de recherche est soutenue par une soixantaine d'ingénieurs, techniciens et administratifs.
Le laboratoire accueille chaque année un grand nombre d'étudiants de premier et deuxième cycle dont de nombreux doctorants, ainsi que des chercheurs en postdoctorat et des scientifiques invités. Le laboratoire couvre une plus grande variété de sujets que son nom ne le suggère, et vise à aborder toute la diversité de la physique de la matière condensée. L'activité de recherche s'organise autour de trois grands axes, qui impliquent chacun à peu près le même nombre de scientifiques :
• Nouveaux états électroniques de la matière
• Phénomènes physiques aux dimensions réduites
• Matière molle et interface physique-biologie
Dans le premier axe sont regroupées des études tant expérimentales que théoriques ayant trait aux propriétés des systèmes dans lesquels les corrélations électroniques sont généralement fortes et qui sont sièges de propriétés remarquables et d'états électroniques non conventionnels tels que la supraconductivité, le magnétisme, les transitions métal-isolant etc.
Dans le deuxième se retrouvent les activités relevant des « nanosciences » au sens large. Elles sont ici abordées du point de vue des propriétés fondamentales, lorsque les dimensions d'un objet deviennent aussi petites que certaines distances caractéristiques (longueur de cohérence, libre parcours moyen, …).
Le troisième axe, étend le concept de « matière molle » à des systèmes biologiques. Les thèmes vont donc des systèmes complexes aux tissus vivants, des cristaux liquides aux mousses, en passant par les polymères ou les systèmes granulaires. Ces études physiques sont à l'interface avec la physico-chimie et la biologie.
Le travail de recherche s'effectuera au sein de l'équipe IDMAG du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502). Ce projet de recherche bénéficie d'un financement ANR.