Thèse Etude Comparative du Comportement à l'Interface et du Transport de Charge de Dispositifs en Spintronique Moléculaire une Approche Conjointe Théorie - Expérience H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris Saclay Direction de la thèse : Pierre SENEOR Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-19T23:59:59 Nous proposons un sujet de recherche dans le domaine de la spintronique moléculaire, à l'interface entre l'électronique de spin et l'électronique moléculaire et organique. L'intégration de composés organiques au sein de dispositifs de spintronique suscite aujourd'hui un intérêt croissant en raison des nombreux avantages qu'elle peut offrir. Parmi ceux-ci figurent notamment la possibilité de concevoir des composants électroniques flexibles, de favoriser le stockage ou la propagation de l'information de spin sur de longues distances, ainsi que de réaliser une ingénierie fine des propriétés électroniques des dispositifs à l'échelle atomique.
Au-delà de ces bénéfices déjà bien identifiés, nos travaux récents ont mis en évidence le rôle majeur joué par l'hybridation dépendante du spin à l'interface entre un métal ferromagnétique et une molécule [1]. Selon la nature et l'intensité du couplage entre le substrat ferromagnétique et les molécules adsorbées, la polarisation de spin au niveau de l'interface hybride peut non seulement être modifiée, mais également inversée ou fortement amplifiée. Ces phénomènes ouvrent ainsi de nouvelles perspectives pour le contrôle des propriétés de transport de spin dans les dispositifs hybrides.
Il devient alors possible de moduler de manière précise l'injection de spin grâce à cette hybridation dépendante du spin, et par conséquent d'ajuster ou d'optimiser les propriétés fonctionnelles des dispositifs d'électronique de spin. Ces concepts soulignent tout le potentiel des interfaces hybrides organique/ferromagnétique pour le développement de nouvelles architectures en spintronique moléculaire, combinant flexibilité, miniaturisation et contrôle des propriétés électroniques et magnétiques à l'échelle nanométrique.
L'objectif de la thèse sera l'étude expérimentale et théorique du transport dépendant du spin depuis des électrodes ferromagnétiques au travers des monocouches moléculaires. On s'intéressera notamment à identifier les différentes contributions l'influence (géométrie d'absorption, couplage électronique aux interfaces métal ferromagnétique/molécule, structure électronique de la molécule, ...) sur le transport dépendant du spin. Cette approche théorique et expérimentale permettra d'avoir une compréhension approfondie de ces systèmes hybrides métal ferromagnétique/molécule.
La thèse se déroulera sur les sites de l'université de Mons (Service Chimie des matériaux nouveaux) et de l'université Paris-Saclay (Laboratoire Albert Fert). L'étudiant(e) réalisera les études théorique (théorie de la fonctionnelle de la densité) et expérimentales (élaboration, frabication et mesures de jonctions tunnel moléculaires).
[1] C. Barraud et al., Unravelling the role of the interface for spin injection into organic semiconductors. Nature Physics, 6, 615 (2010)
Revue : S. Delprat, M. Galbiati, S. Tatay, B. Quinard, C. Barraud, F. Petroff, P. Seneor, R. Mattana, Molecular spintronics: the role of spin-dependent hybridization. Journal of Physics D: Applied Physics. 51, 473001 (2018).
Recherche effectuée au Laboratoire Albert Fert et à l'Université de Mons Effectuer une étude comparative du comportement à l'Interface et du transport de charge de dispositifs en spintronique moléculaire via une approche conjointe théorie - expérience