Doctorant pour une thèse sur l' exploration expérimentale de phases magnétiques inhabituelles dans le graphène multicouche rhomboédrique (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

Exploration expérimentale de phases magnétiques inhabituelles dans le graphène multicouche rhomboédrique
Les empilements multicouches de graphène à angle de torsion (*twisted*) suscitent un vif intérêt depuis quelques années, en partie en raison de la grande richesse de leur diagramme de phase à basse température, qui présente de nombreuses transitions vers des états électroniques topologiques fortement corrélés. Récemment, des phases corrélées similaires, caractérisées par des paramètres d'ordre exotiques, ont également été observées dans des empilements naturels de graphène, au sein de zones présentant un empilement rhomboédrique (ABC) plutôt que l'empilement Bernal (ABA) plus courant (voir la figure ci-dessous illustrant un système tricouche).
L'une de ces phases est une phase magnétique ordonnée intrigante, dans laquelle les moments magnétiques ne sont pas liés au spin électronique mais à des courants de boucle. Jusqu'à présent, cette phase inhabituelle n'a été révélée qu'indirectement par des mesures de transport, lesquelles sont insensibles au signe du moment magnétique par rapport au champ appliqué. Par conséquent, on ignore si la réponse est diamagnétique ou ferromagnétique, une question essentielle pour élucider la nature de ce nouveau type de transition de phase.
Afin de déterminer si cette phase est diamagnétique ou ferromagnétique, ainsi que d'étudier sa compétition avec d'autres phases corrélées (supraconductivité, ordres de charge, etc.), nous proposons d'utiliser une méthode puissante développée au sein de notre groupe. Celle-ci repose sur des capteurs magnétorésistifs d'une sensibilité exceptionnelle, particulièrement adaptés aux matériaux 2D dont les courants orbitaux dépendent de la densité de porteurs (ajustée via une grille électrostatique). Grâce à cette méthode, nous avons récemment observé le diamagnétisme anormal du graphène au point de Dirac ainsi que le paramagnétisme au niveau des singularités de van Hove (Vallejo et al., *Science* 2021, *Physical Review Letters* 2023, thèse de doctorat 2023). La thèse portera sur l'étude du magnétisme orbital du graphène multicouche rhomboédrique à l'aide de cette technique, en explorant l'intégralité du diagramme de phase par la variation du potentiel chimique, du champ magnétique et de la température. Nous attendons de ces expériences qu'elles apportent des informations essentielles à la compréhension de ce nouvel état quantique.

Votre Environnement 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 de Physique Mesoscopique du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502).
Votre environnement de travail
Télétravail : pratique et indemnisation du TT
Congés et RTT annuels : 44 jours
Transport : prise en charge (75% du coût) et forfait mobilité durable jusqu’à 300 euros
Soutien à la parentalité : possibilités de places en crèches, CESU et chèques vacances co-financés, participation à l’accueil périscolaire, allocation aux parents d’enfants handicapés, subventions administratives (centre de loisirs et centres de vacances, classes vertes…)
Formation dès votre prise de poste et tout au long de votre parcours
Intégration : accompagnement à la prise de poste
Offres sociales : participation à la mutuelle, restauration collective sport et loisirs, billetterie, …

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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