En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)

These sur l'imagerie d'ondes de spins par holographie électronique (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 23 mai 2022

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Informations générales

Référence : UPR8011-NICBIZ-001
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 2 mai 2022
Nom du responsable scientifique : Nicolas Biziere - Christophe Gatel
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le domaine de la magnonique consiste à utiliser des ondes de spins (magnons) au lieu des électrons comme « porteurs d'informations ». Ces excitations élémentaires des matériaux magnétiques présentent de nombreux avantages. Tout d'abord elles permettent d'éviter les pertes par effet joule liées à la circulation de charges et donc de réduire la consommation électrique des composants. De plus, leurs longueurs d'ondes peuvent être nanométriques pour des fréquences de quelques GigaHertzs, au contraire des ondes électromagnétiques dans le vide. Ceci permet d'envisager de nombreuses applications, en particulier dans les domaines des télécommunications radiofréquences ou le traitement de l'information rapide (BIG DATA), avec une réduction drastique de la taille des composants radiofréquences. Cette thématique est d'ailleurs aujourd'hui intégrée à l'ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) comme alternative au CMOS.

Cependant, de nombreuses questions restent en suspens pour l'intégration de ces composants. En particulier, le profil spatial de précession des modes d'ondes de spins stationnaires dans les nanostructures est encore mal compris et peut être mal décrit dans certains cas par les modèles analytiques. Ainsi, le développement de nouvelles méthodes d'imagerie de la précession de l'aimantation à l'échelle nanométrique permettrait une meilleure compréhension de l'excitation des modes dynamiques dans les nano-objets.
Pour atteindre cet objectif, nous proposons de développer une méthode originale basée sur l'holographie électronique. Cette méthode d'imagerie de l'inductionpar microscopie électronique est utilisée depuis de nombreuses années pour observer les états statiques dans les nanostructures avec des résolutions spatiales pouvant atteindre 1 nm. Durant cette thèse nous développerons cette technique et la couplerons à des expériences operando (injection in situ de courant) afin d'observer la dynamique locale de l'aimantation dans des nanostructures grâce à une approche quasi-statique. La preuve de concept de notre approche sera réalisée sur des objets modèles (réseau de plots, de lignes ou cristaux magnonique) fabriqués sur des substrats adaptés aux contraintes associées à la micrscopie électronique.

Au cours de cette thèse, l'étudiant développera les méthodes expérimentales permettant d'observer les ondes de spins par holographie électronique sur des systèmes modèles. La caractérisation des modes dynamiques sera réalisée par technique inductive au sein du laboratoire et permettra de caractériser les échantillons avant les mesures d'holographie électronique. Les résultats obtenus serviront à développer les modèles analytiques ou numériques permettant d'expliquer les spectres d'ondes de spins observés pour les divers objets. Cette thèse se déroulera dans le cadre du projet ANR EHIS, piloté par le CEMES. Ainsi, l'étudiant sera amené à collaborer avec le LPCNO de Toulouse dans le cadre de la nano fabrication des nano-objets ainsi qu'avec le LSPM de Villetaneuse pour caractériser leurs modes dynamiques par diffusion Brillouin.

Le/la candidat(e) abordera de nombreux domaines de la physique expérimentale dans le domaine du magnétisme. Ce projet ambitieux permettra au candidat(e) d'utiliser les différentes plateformes du laboratoire (mesures radiofréquences, microscopie électronique, nano-fabrication en salle blanche etc..) tout en y développant une nouvelle thématique. Il permettra également d'appréhender de manière plus générale les études en micro-électronique, dans un domaine en plein essor au niveau mondial mais peu présent en France.


Profil
Le/la candidat devra être titulaire d'un master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur, avec une spécialité physique de la matière et /ou nano-physique. Le/la candidat(e) devra faire preuve d'initiative et d'autonomie pour un sujet fortement expérimental et pluridisciplinaire.

Contexte de travail

Laboratoire : Centre d'Elaboration des Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), 29 rue jeanne Marvig, Toulouse.
Equipes : Matériaux et dispositifs pour l'Electronique et le Magnétisme (MEM) – Interférométrie in situ et instrumentation pour la microscopie électronique (I3EM)

Thématiques : micro et nanomagnétisme - microscopie électronique - croissance des matériaux

Contraintes et risques

néant

On en parle sur Twitter !