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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-1132

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique du solide, surfaces et interfaces / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Réalisation et étude de nano-circuits fonctionnels réalisés par nanolithographie aux interfaces multiferroïques laminaires

RÉSUMÉ DU SUJET

La consommation énergétique mondiale divergente et les ressources limitées sont des problèmes importants que la prochaine génération de technologies doit absolument résoudre pour atteindre une croissance durable. Une réduction de l'utilisation des matériaux peut être obtenue en réalisant des hétérostructures laminaires nanométriques multifonctionnelles faciles à recycler. Dans ce travail, nous considérerons des hétérostructures multiferroïques artificielles à base d’oxydes comprenant une couche ferroélectrique et une autre ferrimagnétique. On réalisera une nanolithographie en utilisant une pointe de microscopie à force piézoélectrique (PFM), pour créer des canaux de conduction intégrés dans un matériau par ailleurs isolant. Nous souhaitons réaliser, exploiter et comprendre les phénomènes de conduction d'interface et de piégeage de charge locale à de telles interfaces pour réaliser des nano-circuits fonctionnels et les étudier dans des conditions réelles. Le travail de thèse proposé repose sur une étroite collaboration entre le CEA / SPEC, le synchrotron SOLEIL et le CEMES et est financé dans le cadre d'un projet ANR en cours. On réalisera au CEA/SPEC l'élaboration des échantillons monocristallins par épitaxie par jet moléculaire assistée par plasma d'oxygène atomique, les écritures PFM et les procédés de lithographie. Le comportement local de ces échantillons, y compris dans des conditions de fonctionnement, sera examiné à l'aide des techniques de rayonnement synchrotron les plus avancées et notamment la spectromicroscopie, la diffraction et l'absorption des rayons X, respectivement sur les lignes de lumière HERMES, DIFFABS et LUCIA dans une approche collaborative et complémentaire aux prédictions théoriques DFT réalisées au CEMES. L'étudiant acquerra des compétences dans les techniques de vide ultra-élevé, l'épitaxie par faisceau moléculaire, la magnétométrie, les microscopies en champ proche, la lithographie ainsi que dans les techniques de rayonnement synchrotron de pointe mentionnées ci-dessus.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master M2 ou équivalent

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l’Etat Condensé
Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Antoine BARBIER  

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LNO
Alternative Energies and Atomic Energy Commission CEA/Saclay - DRF/IRAMIS/SPEC/LNO – CNRS UMR 3680, Bât. 772, Orme des Merisiers, F91191 Gif-Sur-Yvette France

Téléphone : +33 1 69 08 39 23

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris Sciences et Lettres
Physique en Île-de-France (EDPIF)
DIRECTEUR DE THÈSE

Antoine BARBIER

CEA
DRF/IRAMIS/SPEC/LNO
Alternative Energies and Atomic Energy Commission CEA/Saclay - DRF/IRAMIS/SPEC/LNO – CNRS UMR 3680, Bât. 772, Orme des Merisiers, F91191 Gif-Sur-Yvette France