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Doctorant (H/F) sur les skyrmions magnétiques

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Informations générales

Référence : UMR8502-STAROH-002
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : mercredi 15 juillet 2020
Nom du responsable scientifique : Stanislas ROHART
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Skyrmion dans des films magnétiques ultra-fins avec compensation magnétique

Les skyrmions magnétiques, nanobulles à chiralité fixe, sont des textures magnétiques topologiques dans le sens où il n'existe aucun chemin continu pour les détruire. Leur topologie est caractérisée par une couverture complète de la sphère unitaire, lorsque la texture de spin y est projetée. Alors que de nombreux groupes sont désormais en mesure de les stabiliser et de contrôler leur mouvement avec le courant électrique dans les couches ferromagnétiques, les expériences sont confrontées à certaines limites (taille des skyrmions, vitesses limitées dues au coincement, déviation gyrotripique due à la topologie). Ces problèmes pourraient être surmontés en utilisant deux échantillons de sous-réseaux magnétiques couplés antiferromagnétiquement (par exemple deux couches magnétiques couplées par un espaceur pour réaliser un antiferromagnétique synthétique, des échantillons antiferromagnétiques, ou des échantillons ferrimagnétiques). Dans ceux-ci, l'aimantation nulle devrait permettre des skyrmions beaucoup plus petits, et l'exaltation de la dynamique d'aimantation devrait augmenter la vitesse du skyrmion tout en annulant la déflexion gyrotropique. Le but de la thèse est, sur la base de notre expérience sur les skyrmions ferromagnétiques [1,2], de mettre en œuvre des skyrmions dans de tels matériaux et de sonder leur dynamique.
Le travail, principalement expérimental, consistera en l'élaboration d'échantillons (évaporation et nanostructuration de couches minces magnétiques) et leur étude par microscopie à force magnétique (sous vide pour bénéficier de la sensibilité accrue due au facteur de haute qualité). Une collaboration pour la magnétométrie à centre NV [2] et les techniques basées sur le synchrotron est également envisagée.

[1] A. Hrabec,…, SR Nature Communications 8, 15765 (2017)
[2] W. Akhtar, SR et al. Examen physique appliqué 11, 034066 (2019)

Contexte de travail

Le travail se déroulera au laboratoire de physique des solides, dans le groupe IDMAG (Imagerie et Dynamique en Magnétisme). Ce laboratoire couvre l'ensemble des thématiques liées à la physique de la matière condensée, des phases électroniques exotiques à la matière molle, en passant par la nanophysique. Le groupe IDMAG, dirigé par André Thiaville et composé de 5 chercheurs permanents, est spécialisé dans l'étude des textures magnétiques et leur dynamique.

Contraintes et risques

Pas de contraintes particulières

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