Description du sujet de thèse

Transport de spin et d'orbites dans les dispositifs multiferroïques de Van der Waals pour les architectures logiques neuromorphiques et en mémoire.
CONTEXTE:
Une nouvelle initiative de recherche interdisciplinaire-MULTISPIN, qui fait partie du programme national PEPR SPIN - réunit des expérimentateurs et des théoriciens de la spintronique pour développer des hétérostructures multiferroïques entièrement composées de matériaux 2D de van der Waals. Ces matériaux offrent des possibilités d'accord exceptionnelles, notamment un magnétisme contrôlé par la grille, un couplage d'interface puissant, un filtrage du spin et des fonctionnalités magnétoélectriques.
Ce projet expérimental de doctorat vise à découvrir les propriétés fondamentales de transport de spin et d'orbite de ces nouveaux dispositifs multiferroïques 2D, à explorer leurs mécanismes de contrôle magnétoélectrique et à démontrer leur potentiel dans les architectures logiques neuromorphiques et en mémoire.
COLLABORATION :
Ce poste est au cœur d'un solide réseau de collaboration :
- CINaM, Aix-Marseille Université (Prof. Aurélien Manchon) - Modélisation théorique du spin et du transport électrorésistif.
- INL, Lyon (Prof. Ian O'Connor, Dr. Cédric Marchand) - Modélisation de circuits et architectures logiques en mémoire.
- Laboratoire Albert Fert (Dr. Pierre Seneor, Dr. Bruno Dlubak) - Croissance et caractérisation de matériaux 2D et multiferroïques.
- Plusieurs laboratoires européens dans le cadre de l'EIC Pathfinder 2DFERROPLEX.
ENJEUX ET CONTOURS DU POSTE:
La demande croissante en énergie de la microélectronique, en particulier dans les domaines de l'intelligence artificielle et de l'informatique de pointe, exige un changement de paradigme vers des dispositifs frugaux, non volatiles et multifonctionnels. La spintronique et la ferroélectricité offrent indépendamment des solutions évolutives et à faible consommation d'énergie. Leur intégration dans les jonctions tunnel multiferroïques (MFTJ), en particulier avec les matériaux de van der Waals (vdW), permet des schémas informatiques perturbateurs au-delà des limites du CMOS.
Le candidat (H/F) au doctorat devra :
- Utiliser des techniques avancées de transfert à sec dans un environnement de boîte à gants pour assembler des hétérostructures stables à l'air.
- Utiliser des outils de nanofabrication de pointe, y compris la lithographie par laser et par faisceau d'électrons, la gravure ionique réactive et le dépôt de couches atomiques (matériaux à haute viscosité).
- Étudier les propriétés structurelles et ferroélectriques à l'aide de techniques telles que la PUND et la microscopie de force à réponse piézoélectrique (PFM).
- Mesurer le magnétotransport et les réponses magnétoélectriques dans une large gamme de températures et de champs magnétiques (1-400 K, jusqu'à 9 T, rotation angulaire, excitation lumineuse, mesures AC/DC).

Contexte de travail

Le ou la candidate retenu-e intègrera l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Unité Mixte de Recherche CNRS-Université de Strasbourg innovante comprenant 230 collaborateurs, plus précisément une équipe dynamique d'expérimentateurs en matière condensée possédant une expertise reconnue sur les systèmes van der Waals, au sein du Département Magnétisme des Objets NanoStructurés, composée actuellement du Dr. Bohdan Kundys, du Prof. Bernard Doudin et du Prof. Jean-François Dayen.
Ses principales responsabilités seront les suivantes
- Fabrication et caractérisation de jonctions tunnel multiferroïques 2D vdW.
- Travail en collaboration avec des théoriciens et des ingénieurs sur la modélisation et l'intégration des dispositifs.
- Participation aux réunions de l'équipe, aux visites de laboratoires communs et aux conférences internationales.
Nous recherchons un ou une candidat-e :
- très motivé(e) et passionné(e) par la physique expérimentale fondamentale et appliquée.
- doté d'un fort esprit de collaboration en équipe et un sens aigu de la curiosité scientifique.
- justifiant d'une compétence solide en matière de nanofabrication, d'empilement de matériaux 2D et de mesures cryogéniques, ou à minima la compétence et la motivation adaptée pour l'acquérir dans des délais adaptés aux besoins de la mission

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.