Exploitation du couplage spin-orbite sur les composés épitaxiés (H/F)

Sujet de thèse :
Cette étude fait partie du projet ERC CoG MAGNETALLIEN qui vise à étudier la détection en courant alternatif du signal de pompage de spin et de ses harmoniques élevées. Les principales tâches du candidat sélectionné sont les suivantes : Croissance de composés épitaxiés tels que l'alpha-Sn, l'isolant topologique de demi-Heusler et les composés B20 intégrés à d'autres couches. Réalisation de la micro/nano fabrication de dispositifs basés sur les systèmes précédents et réalisation des caractérisations électriques et magnetotransport. Évaluation de l'efficacité des taux d'interconversion spin-charge par pompage de spin en courant continu, résonance ferromagnétique à couple de spin, seconde harmonique et/ou techniques de l'effet Seebeck de spin.
Contexte :
Outre les métaux lourds à fort couplage spin-orbite (SOC), certains systèmes 2D présentent des taux de conversion élevés entre le courant de charge et le courant de spin pur. Parmi ces systèmes, on trouve les surfaces ou les interfaces des isolants topologiques, qui sont de nouveaux états de la matière. La croissance de ces matériaux nous permettra de développer de nouveaux types de mémoires magnétiques et d'autres dispositifs spintroniques qui réduiront la consommation d'énergie, ainsi que de nouveaux types de dispositifs à exploiter en spin-caloritronique (récolte d'énergie).
Dans le cadre du projet ERC CoG MAGNETALLIEN, nous recherchons un jeune étudiant très motivé ayant une formation en physique des solides. Nous disposons d'un ensemble de techniques de croissance telles que l'épitaxie par faisceaux moléculaires interconnectées dans l'ultra-vide, y compris la caractérisation ARPES in-situ. Le candidat bénéficiera de ces installations, ainsi que d'une formation et d'un accès à une plate-forme en salle blanche pour réaliser les dispositifs. L'objectif du projet est d'exploiter le SOC sur des composés épitaxiés soit aux interfaces, comme les isolants topologiques ou les semi-métaux de Weyl, soit en masse, comme les composés B20, en cherchant à optimiser l'interconversion spin-charge vers la détection par pompage de spin en courant alternatif.
L’Institut Jean Lamour (IJL) est une unité mixte de recherche du CNRS et de l’Université de Lorraine. Il est rattaché à l’Institut de Chimie du CNRS. Spécialisé en science et ingénierie des matériaux et des procédés, il couvre les champs suivants : matériaux, métallurgie, plasmas, surfaces, nanomatériaux, électronique.
L'IJL compte 263 permanents (30 chercheurs, 134 enseignants-chercheurs, 99 IT-BIATSS) et 394 non-permanents (182 doctorants, 62 post-doctorants / chercheurs contractuels et plus de 150 stagiaires), de 45 nationalités différentes. Il collabore avec plus de 150 partenaires industriels et ses collaborations académiques se déploient dans une trentaine de pays.
Son parc instrumental exceptionnel est réparti sur 4 sites dont le principal est situé sur le campus ARTEM à Nancy.