Thèse Vers des Dispositifs de Spintronique Entièrement Bidimensionnels H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris Cité
École doctorale : Physique en Ile de France
Laboratoire de recherche : Matériaux et phénomènes quantiques
Direction de la thèse : Philippe LAFARGE ORCID 0000000251071058
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-16T23:59:59

Les matériaux bidimensionnels de type van der Waals (vdW) offrent des interfaces atomiquement résolues et une grande flexibilité de contrôle, ce qui en fait des candidats de premier choix pour la spintronique de nouvelle génération. Cependant, la fabrication et la caractérisation de dispositifs spintroniques entièrement 2D à partir de cette vaste bibliothèque de matériaux exigent une plateforme polyvalente, capable d'empiler librement n'importe quel cristal exfoliable et de le sonder à la fois par des techniques micro-ondes et de mesures de transport en continu (DC).

Le groupe TELEM du MPQ a développé une telle plateforme entièrement intégrée sur puce. Celle-ci comporte une ligne d'excitation micro-ondes à large bande et des pré-contacts pour mesures en continu.

Le doctorant(e) étendra cette plateforme selon trois axes. Premièrement, remplacer le détecteur de spin tridimensionnel par des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) exfoliables présentant un fort couplage spin-orbite (WTe, MoTe, PtSe), afin d'assurer la conversion spin-charge via l'effet Rashba-Edelstein inverse ou l'effet Hall spin, pour lesquelles on attend une efficacité supérieure . Deuxièmement, étudier la résonance ferromagnétique (FMR) dans des ferromagnétiques vdW exfoliables présentant un ordre au-dessus de la température ambiante (dans la famille des FenGeTe, avec n variant de 4 à 5), en tant qu'injecteurs de spin 2D , dans la perspective d'une architecture de pompage de spin entièrement vdW fonctionnant à température ambiante. Troisièmement, exploiter la largeur de raie FMR et le signal ISHE (Inverse Spin Hall Effect) comme sondes spectroscopiques quantitatives des interfaces 2D.

Les matériaux bidimensionnels de type van der Waals (vdW) offrent des interfaces atomiquement résolues et une grande flexibilité de contrôle, ce qui en fait des candidats de premier choix pour la spintronique de nouvelle génération. Cependant, la fabrication et la caractérisation de dispositifs spintroniques entièrement 2D à partir de cette vaste bibliothèque de matériaux exigent une plateforme polyvalente/