Thèse (H/F) matériaux antiferroélectriques synthétiques

Sujet de thèse :
Les ferroélectriques possèdent une polarisation électrique (P) qui peut être modifiée sous l'effet d'un champ électrique externe (E). Les antiferroélectriques ont une structure dipolaire antipolaire correspondant à une polarisation nette nulle et présentent une transition de phase volatile induite par un champ électrique vers une phase ferroélectrique. Avec la double hystérésis P-E qui en résulte, les antiferroélectriques suscitent actuellement beaucoup d'intérêt pour le stockage d'énergie, la réfrigération tout-solide ou les commutateurs thermiques.
Les jonctions tunnel ferroélectriques, dans lesquelles les ferroélectriques ne font que quelques mailles atomiques d'épaisseur, peuvent être utilisées comme memristors analogiques, qui imitent le comportement des synapses pour le calcul neuromorphique. Ainsi, des neurones artificiels peuvent être construits à partir de jonctions tunnel antiferroélectriques. Cependant, les antiferroélectriques tels que le PbZrO3 sont des matériaux complexes, qui passent à un état de type ferroélectrique lorsque leur épaisseur est réduite à quelques nanomètres. L'épitaxie peut aider à stabiliser l'état antiferroélectrique, mais à ce jour, cette approche reste limitée à des films d'environ 10 nm d'épaisseur, trop épais pour l’effet tunnel électronique.
Ce projet de thèse propose d'explorer d'autres dispositifs basés sur des ferroélectriques qui présentent ce type de double hystérésis de polarisation en fonction du champ électrique, afin de les utiliser comme dispositifs à effet tunnel résistifs et éventuellement comme neurones artificiels. L'idée sera d'obtenir un état initial avec une polarisation nette nulle, qui transite de manière réversible dans un état avec une polarisation non nulle sous champ électrique appliqué.
Contexte :
Le projet sera mené en collaboration entre le C2N et le Laboratoire Albert Fert, deux laboratoires situés sur le campus Paris-Saclay, à quelques minutes à pied l'un de l'autre