Doctorant en Effet de proximité d’ondes de densité de charge (H/F)

Sujet de thèse :
Thèse : Une onde de densité de charge est une modulation spatiale de la densité électronique dans un cristal, associée à des déformations cristallines périodiques. Frölich et Peierls en ont développé des théories dans les années 1950, et depuis ces états électroniques n’ont cessé d’intriguer : leur lien avec l’état supraconducteur reste une question ouverte, et souvent (à mesure qu’elles sont mises en évidence dans de nouvelles classes de matériaux), le mécanisme de leur formation est mal compris. Lorsque deux matériaux sont mis en contact, l’un hébergeant une onde de densité de charge et l’autre non, l’onde de densité de charge devrait déborder dans le deuxième matériau. Cet effet de proximité, pendant de celui observé par exemple en magnétisme ou en optique, est prédit depuis les années 1990 [voir Vissher & Bauer, Phys. Rev. B 54, 2798 (1996) ; Banerjee, Haurie & Pépin, Phys. Rev. B 107, 115152 (2023)]. Il reste à démontrer expérimentalement. L’hypothèse de thèse est que certains cristaux en monocouches sont une plateforme idéale pour faire cette démonstration. Le travail se concentrera sur des cristaux de disulfure de métaux de transition, donc certains développent des ondes de densité de charge à basse température, et d’autres non. Il s’agira d’élaborer ces matériaux, et de rechercher des signature d’ondes de densité de charge, y compris celle générée par proximité. A cet effet, nous chercherons des preuves optiques d’excitations collectives connues depuis les années 1970, mais dont la mise évidence dans des matériaux ultra-minces est plus délicate. Nous rechercherons également des signes d’amollissement des phonons en température, qui signalent l’apparition d’une onde de densité de charge, et suivrons le paramètre d’ordre associé à l’onde de densité de charge et à sa déformation cristalline associée. Les mesures se feront par spectroscopie de diffusion Raman et diffraction électronique à température variable.

Compétences attendues : solide formation en physique du solide, et goût marqué pour la physique expérimentale.
Contexte :
Le travail envisagé s’inscrit dans le cadre d’un projet financé tout récemment par l’ANR, qui implique quatre équipes à Grenoble, à Paris et sur le plateau de Saclay. L’expertise du consortium comprend la preparation des matériaux, la microscopie à sonde locale cyrogénique, la spectroscopie optique et la diffraction (elles aussi cryogéniques), ainsi que la simulation numérique par méthodes ab initio. Des interactions fréquentes avec les partenaires du projet sont prévues dès le stage, et par la suite pendant toute la durée de la thèse.

L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. Le laboratoire est rattaché au CNRS Physique.
Il est situé à Grenoble, au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. C'est l'un des plus grands instituts de recherche frança
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