Description du sujet de thèse

L'interaction entre propriétés topologiques et magnétiques peut conduire à une grande variété de nouveaux phénomènes quantiques générés par la rupture de la symétrie d'inversion temporelle. En particulier, l'effet Hall anormal quantique (QAHE), caractérisé par une réponse quantique de la conductivité Hall avec transport sans perte à champ magnétique nul, suscite un vif intérêt. Les applications technologiques potentielles du QAHE, allant de la détection quantique de haute précision à la réalisation de qubits topologiques, ont suscité des efforts intenses dans la communauté scientifique, ayant comme objectif l'identification des matériaux capables d'héberger cet effet et éventuellement de le contrôler avec des paramètres macroscopiquement ajustables. Dans ce projet, des prototypes de ferromagnétiques topologiques comme MnSb2Te4 seront étudiés à l'aide de lasers ultrarapides et de spectroscopies de rayonnement synchrotron.

Contexte de travail

Le MnSb2Te4 (MST) est considéré un candidat très intéressant pour le QAHE : en particulier, il a été découvert que le contrôle de la substitution du site Sb-Mn permet de transformer ce matériau en un composé ferromagnétique de type p. En ce sens, le MST riche en Mn surmonte une limitation majeure du composé de la même famille MnBi2Te4 qui, bien que beaucoup plus étudié, apparaît toujours comme un matériau antiferromagnétique de type n. Un excès de quelques pour cent de Mn permet d'atteindre une température de Curie TC = 45 K considérablement élevée pour le MST, la fermeture de la bande interdite induite magnétiquement se produisant à la même température - comme prévu pour un isolant topologique ferromagnétique. Ces caractéristiques sont extrêmement prometteuses et montrent la nécessité d'autres méthodes pour contrôler les paramètres des matériaux dans le MST, dans le but de mieux contrôler l'interaction entre la topologie et le magnétisme.

Contraintes et risques

Pas de contraintes ni de risques