Thèse Isite - Génération et Propagation de Courants de Spin dans des Hétérostructures Magnétiques à l'Échelle de Temps Femtoseconde H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Lorraine École doctorale : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE Laboratoire de recherche : IJL - INSTITUT JEAN LAMOUR Direction de la thèse : Grégory MALINOWSKI ORCID 0000000314697438 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Lorsqu'une multicouche magnétique absorbe une impulsion laser femtoseconde intense, cela déclenche à la fois une désaimantation ultra-rapide et la génération d'électrons chauds. Ces processus peuvent produire un courant de spin capable de renverser de l'aimantation d'une couche ou de déplacer de textures magnétiques telles que les parois de domaine [1, 2]. Bien que nos récentes expériences aient démontré avec succès l'inversion de l'aimantation par le biais de tels courants de spin [3-5], les mécanismes sous-jacents - incluant la désaimantation ultra-rapide, le transport dépendant du spin, le couple de transfert de spin (STT), et la dissipation thermique - restent complexes et ne sont pas encore totalement compris.
Ce projet de thèse vise à développer des méthodes efficaces pour générer et propager des courants de spin à des échelles de temps femtosecondes dans diverses hétérostructures magnétiques. Cette approche nous permettra de concevoir et de comprendre des dispositifs spintroniques ultra-rapides, combinant les idées et concepts de la magnéto-optique et de l'opto-magnétisme avec les phénomènes de transport de spin, enrichis par les possibilités offertes par la photonique pour une manipulation et un transport ultra-rapides et peu dissipatifs de l'information. Le projet s'appuie sur une collaboration de longue date entre deux groupes de recherche leaders dans ce domaine : le groupe Physics of Nanostructures de l'Université de Technologie d'Eindhoven (TU/e) et le groupe Spin de l'Institut Jean Lamour (UL-CNRS). Le projet tirera parti des techniques optiques et de croissance de pointe ainsi que des expertises complémentaires des deux équipes. Cette collaboration nous permettra ainsi de relever des défis fondamentaux et techniques complexes dans l'exploration et l'application des courants de spin ultra-rapides. Nous sommes convaincus que l'idée novatrice et disruptive d'utiliser des courants de spin induits par laser dans une perspective applicative nous permettra de progresser vers des technologies numériques plus respectueuses de l'environnement.
Le ou la doctorant·e sélectionné·e étudiera et évaluera l'efficacité de la génération de courants de spin purs suite à la démagnétisation ultra-rapide induite par laser, leur propagation et leur interaction avec un autre matériau magnétique dans divers systèmes. Le ou la doctorant·e travaillera sur des dispositifs magnéto-optiques résolus en temps à la pointe de la technologie et acquerra une expertise approfondie en spintronique, magnétisme et optique ultra-rapide.
Dynamique ultrarapide de l'aimantation et courant de spin à l'échelle de temps de la femtoseconde