Matériaux topologiques et altermagnétiques: quelle puissance peut-on tirer de l'effet Hall anomal -

CEA; Saclay; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Une opportunité passionnante se présente pour un candidat motivé à explorer les matériaux topologiques et altermagnétiques dans le cadre d'une thèse. Ce projet innovant vise à déterminer la puissance utile des dispositifs électroniques en utilisant les principes de l'effet Hall anomal. En combinant des études théoriques et expérimentales, le candidat contribuera à des recherches de pointe dans le domaine de l'électronique de spin. Le travail se déroulera à l'École Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris, offrant un environnement stimulant pour le développement académique et professionnel.

Qualifications

• Formation en physique ou équivalent requise pour ce sujet de thèse.
• Compétences en analyse théorique et expérimentale nécessaires.

Responsabilités

• Déterminer la puissance utile des dispositifs électroniques basés sur l'effet Hall.
• Réaliser des études expérimentales et théoriques sur divers matériaux.

Connaissances

Physique de l'état condensé

Chimie

Nanosciences

Analyse théorique

Expérimentation

Formation

Master 2 en physique

Équivalent en physique

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Matériaux topologiques et altermagnétiques: quelle puissance peut-on tirer de l'effet Hall anomal ?

Contrat

Thèse

Description de l'offre

L'argument majeur pour favoriser le développement de l'électronique de spin ainsi que des matériaux topologiques est la faible puissance dissipée lorsque l'on utilise les degrés de liberté de spin et les configurations transverses de type configuration de Hall. En effet, dans le cas d'une phase topologique, on s'attend à ce que le champ magnétique effectif généré ne dissipe pas. Une telle assertion doit cependant faire l'objet d'une description théorique dans le cadre d'un dispositifs électronique réaliste en régime stationnaire. Le but de la thèse est de déterminer la puissance utile de ces dispositifs, dans une étude à la fois expérimentale et théorique.

Dans ce contexte, la définition de la puissance utile est un problème ouvert. En effet, la thermodynamique de ce type de systèmes hors équilibre met en jeu des effets croisés entre les degrés de liberté des porteurs de charges électriques, ceux du spin de ces porteurs, ainsi que ceux de l'aimantation. Les effets croisés hors équilibre sont décrits de façon très générale par les fameuses relations de réciprocité d'Onsager. Nous avons développé une méthode variationnelle permettant d'établir l'état stationnaire d'une barre de Hall et la puissance dissipée dans un circuit de charge, en fonction de la résistance de charge et de l'angle de Hall. Un résultat inattendu prédit l'existence d'un maximum ("maximum power transfer theorem"). Des mesures préliminaires sur la base de l'effet Hall anomal ont récemment validé la prédiction. Cette confirmation expérimentale nous permet d'établir un projet de thèse qui a pour ambition de reproduire les mesures sur un vaste ensemble de matériaux (métaux, semiconducteurs, oxides) et en particulier des matériaux topologiques magnétiques, dits altermagnétiques.

En outre, une étude en résonance ferromagnétique (dit de pompage de spin) mettra en jeu des effets du type thermoélectriques, dont les propriétés dissipatives, mesurées sur un circuit de charge adjacent, restent à déterminer.

Université / école doctorale

Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)
Ecole Polytechnique

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

Master 2 en physique ou équivalent

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

DESBUIS Valentin [e-mail]
Ecole Polytechnique
IRAMIS/LSI

Tuteur / Responsable de thèse

WEGROWE Jean-Eric [e-mail]
CEA
DRF/IRAMIS/LSI/LSI
Ecole Polytechnique
0169334555

En savoir plus

https://www.polytechnique.edu/annuaire/wegrowe-jean-eric
https://portail.polytechnique.edu/lsi/fr/research/physique-et-chimie-des-nano-objets