Description du sujet de thèse

scientifique : Une grande partie de la communauté des chercheurs en magnétisme consacre aujourd'hui ses efforts à la réalisation de technologies de l'information et de la communication hautement intégrées, rapides et efficaces sur le plan énergétique, qui peuvent fonctionner à température ambiante. Dans ce contexte, les ondes de spin (SW) apparaissent comme des candidats prometteurs. Les ondes de spin, souvent appelées magnons, représentent des excitations collectives des spins d'électrons dans les matériaux magnétiques, traversant le réseau de spin pour transmettre des informations (voir la figure 1). À l'INSP, nous nous intéressons principalement à la création de SW dans les nanostructures par le biais de contraintes externes et de moyens acoustiques. En effet, l'avènement de dispositifs spintroniques qui manipulent l'aimantation par la contrainte plutôt que par les méthodes inductives conventionnelles (comme les antennes) offre la possibilité de réduire considérablement la dissipation d'énergie.
Dans notre approche pionnière, les SW trouvent leur origine dans la propagation des ondes acoustiques de surface (SAW), une technologie bien établie déjà utilisée dans les capteurs, les filtres et les circuits micro-ondes contemporains. Notre groupe de recherche a récemment démontré que les ondes acoustiques de surface, initiées par des transducteurs interdigités (IDT), peuvent effectivement générer des SW dans le Fe épitaxié sur GaAs [1,2]. Ces SW couvrent typiquement des fréquences allant de 800 MHz à 2 GHz, méticuleusement sélectionnées pour s'aligner sur les fréquences de résonance des SW. Notamment, les IDT commandés par tension remplacent les antennes inductives conventionnelles pour l'émission de SW dans les dispositifs composés de points de Fe couplés à un guide d'ondes SW .
L'implication de l'étudiant se fera en plusieurs étapes, en commençant par la fabrication du dispositif et l'examen complet de ses caractéristiques magnétiques. Ensuite, l'étudiant se plongera dans les mesures magnétoacoustiques et participera aux expériences TR-MOKE. Cette expérience à multiples facettes comprendra une exposition pratique aux protocoles de salle blanche, à l'optique et à l'équipement électronique RF essentiels pour mener des expériences de magnétoacoustique. Enfin, l'étudiant contribuera activement au développement d'un modèle phénoménologique visant à élucider les phénomènes observés.

Contexte de travail

L’Institut des NanoSciences de Paris (INSP) est une unité mixte de recherche du CNRS et de Sorbonne Université. Créé au 1er janvier 2005, il regroupe des équipes venant de quatre laboratoires de physique de la matière condensée du campus Pierre et Marie Curie.

L’objectif des nanosciences est d’observer, de comprendre, de maîtriser et d’utiliser les changements de propriétés qui se produisent lorsque l’on diminue la taille d’un objet. Au cours des dernières décennies, le développement des méthodes de fabrication, de visualisation et de manipulation à l’échelle du micromètre d’abord, puis du nanomètre, nous ont ouvert les portes d’un monde inédit riche en étonnantes découvertes.


Les frontières de ce nanomonde ne sont pas rigidement fixées par l’échelle du nanomètre : elles dépendent fortement du couple objet/ phénomène considéré. Pour chaque objet et chaque phénomène (physique, chimique, biochimique…), la dimension à laquelle un changement de comportement devient perceptible n’est pas fixée par la taille absolue de l’objet mais par sa taille relative à l’étendue (la longueur caractéristique) du phénomène considéré. Les effets de confinement se manifestent alors plus ou moins fortement lorsque le rapport entre ces deux grandeurs est plus ou moins élevé.

L’INSP regroupe de larges compétences, tant en termes de moyens de fabrication (croissance d’agrégats, auto-organisation, épitaxie par jets moléculaires, ablation laser, lithographie…) que de moyens de caractérisation et d’études (spectroscopies, microscopies à haute résolution, sondes locales, source d’ions rapides et d’ions multichargés, simulation numérique…). Sa richesse thématique résulte du côtoiement entre chercheurs experts en physique de la matière condensée, en optique, en acoustique, en physique atomique et moléculaire ou en chimie, que ce soit dans le domaine expérimental ou théorique.

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.