Description du sujet de thèse

Cette thèse explore les propriétés quantiques des matériaux kagome topologiques, en se concentrant sur leurs caractéristiques électroniques et magnétiques uniques, qui en font des candidats prometteurs pour l’électronique de prochaine génération. Les réseaux kagome présentent des bandes plates, des fermions de Dirac et des singularités de van Hove, favorisant des corrélations électroniques fortes, des états topologiques non triviaux et des phénomènes exotiques tels que l’effet Hall quantique anormal. Cette étude porte sur deux sujets principaux :
- composés kagome binaires (CoSn/FeSn) : Cette thèse vise à comprendre l’interaction entre le magnétisme et la structure électronique dans les composés CoSn et FeSn. Ces matériaux présentent des bandes plates et des cônes de Dirac, FeSn affichant un
comportement antiferromagnétique. Le projet comprend la synthèse de variantes dopées (par exemple, Co₁₋ₓFeₓSn), l’étude de leur
structure atomique par diffraction des rayons X, et l’analyse de leur structure électronique par spectroscopie de photoémission résolue
en angle (ARPES). L’impact du dopage sur les bandes plates, les lacunes induites par le couplage spin-orbite et les corrélations
électroniques sera évalué.
- composés kagome à base de titane (RTi₃Bi₄) : Les composés récemment découverts RTi₃Bi₄, où l’élément terre rare (R) peut être Yb,
Pr ou Nd, offrent des propriétés magnétiques et électroniques modulables. Cette thèse examine ces matériaux via la synthèse,
l’analyse structurale, les mesures de transport et l’ARPES. Une attention particulière est accordée aux corrélations entre le magnétisme
et le comportement électronique, ainsi qu’aux effets des substitutions des terres rares et de la pression externe. Cette approche
exhaustive combine la synthèse, la caractérisation structurale et des techniques spectroscopiques avancées pour approfondir la
compréhension des matériaux kagome et de leurs applications potentielles.

Contexte 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 MATRIX du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502). Ce projet de recherche bénéficie d'un financement de l'ENS."

Contraintes et risques

aucun