Thèse: Manipulation quantique du spin dans un aimant moléculaire unique (H/F)

Sujet de thèse :
Les qubits de spin peuvent prendre différentes formes, telles que les points quantiques, les dopants dans les semi-conducteurs, ou encore les aimants moléculaires uniques (AMU). La molécule TbPc₂ constitue un exemple notable d’AMU et sera le sujet central de cette thèse proposée. Des molécules individuelles de TbPc₂ seront étudiées par résonance de spin électronique (ESR) au sein d’un microscope à effet tunnel (STM) à basse température.
L’approche consiste à déposer les molécules sur des doubles couches de sel formées sur Cu(100) puis à les organiser par manipulation assistée par la pointe pour former des réseaux magnétiques bidimensionnels de différentes formes.
Les objectifs sont de développer et d’utiliser l’ESR-STM pour une détection précise du spin à l’échelle du millitesla, et de manipuler le spin du TbPc₂ grâce à des modifications réversibles de la structure moléculaire induites par un courant, simulant ainsi un dispositif de lecture/écriture.
De plus, nous souhaitons élucider les interactions magnétiques entre molécules et étudier comment des changements structurels ou de spin dans une molécule influencent les molécules voisines.
Cette recherche, située à l’interface entre la spintronique et le traitement quantique de l’information, offre un fort potentiel pour l’encodage d’informations au niveau d’une seule molécule.
Contexte :
La thèse se déroulera au sein de l’équipe de microscopie à effet tunnel (STM) de l’Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS-UMR 7504). L’équipe étudie les propriétés électroniques, spintroniques et luminescentes des nanostructures, des atomes et molécules isolés, ainsi que des contacts à l’échelle atomique. Plus d’informations sur l’équipe sont disponibles à l’adresse suivante : https://www-ipcms.u-strasbg.fr/stmipcms/.
Les travaux de recherche seront réalisés à l’aide d’un microscope à effet tunnel fonctionnant à basse température (1,4 K), en ultra-haute-vide, et équipé d’un champ magnétique perpendiculaire de 5 T, installé dans un bâtiment à faible bruit. Le projet sera dirigé par Laurent Limot (CNRS) et bénéficiera du soutien de deux ingénieurs spécialisés. L’équipe bénéficie également d’un appui théorique interne ainsi que de collaborations scientifiques externes. Ce poste constitue une excellente opportunité pour mener des recherches expérimentales avancées dans un environnement bien équipé et collaboratif.