Description du sujet de thèse

Exploration des matériaux altermagnétiques : de la croissance épitaxiale à la caractérisation

Contexte de travail

Récemment, un troisième type de matériaux magnétiques, appelés altermagnétiques, a été découvert parmi les antiferromagnétiques colinéaires. Ces matériaux présentent une symétrie spécifique de leur structure de spin, leur conférant des propriétés exceptionnelles. Ils combinent les avantages des ferromagnétiques, tels que le décalage en énergie du spin (bien que fortement anisotrope), le magnétotransport anomal fini et les effets magnéto-optiques, avec ceux des matériaux antiferromagnétiques, comme l'aimantation nulle par symétrie et la dynamique ultrarapide. Les structures de bandes particulières des altermagnétiques permettent d'étendre la physique du spin à cette nouvelle famille de matériaux (effet de magnétorésistance géante ou à effet tunnel, par exemple) et ouvrent des perspectives pour des phénomènes nouveaux et intéressants tels que l'effet des dispositifs ‘séparateur de spin’. Toutefois, ces prédictions théoriques doivent encore faire l'objet d'une démonstration expérimentale. Ceci est en partie dû à la rareté des matériaux disponibles expérimentalement. Dans ce contexte, le projet ALTEROSPIN vise à développer une plateforme de matériaux altermagnétiques afin d’explorer leurs propriétés particulières et d’exploiter leur potentiel. Les objectifs spécifiques incluent : (i) l'étude des courants et de magnons polarisés en spin, permettant d'exploiter électriquement les propriétés antiferromagnétiques (stockage fiable de l'information, dynamique ultra-rapide), et (ii) l’exploration des textures de spin commutables encodant l'information dans des domaines de Néel altermagnétiques.

Le travail sera effectué au sein de l'équipe SPIXY du CINaM, pionnière dans la croissance épitaxiale de l'un des cinq matériaux altermagnétiques (Mn5Si3). Le candidat/la candidate sera chargé/chargée de la croissance d'hétérostructures spécifiques par épitaxie par jets moléculaires (MBE) et effectuera des caractérisations structurales, chimiques et magnétiques avancées. Des expériences synchrotron (ARPES, XMCD, etc.) pourront être envisagées. Le candidat/la candidate collaborera étroitement avec les équipes du consortium (LAF, SPINTEC, IRAMIS, LC2 et C2N) pour optimiser les propriétés des matériaux et la conception des hétérostructures. Cette collaboration permettra de dévoiler les mécanismes physiques sous-jacents de la spintronique basée sur l'altermagnétisme.

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

Risques chimiques lors de la préparation des substrats
Travail sur écran