Thèse Esr-Stm de Materiaux Supraconducteurs Bidimensionnels H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Un objectif majeur consiste désormais à étendre l'ESR-STM à de nouveaux systèmes présentant de nouveaux types d'excitations de spin aux propriétés topologiques non triviales.

Le premier objectif de cette thèse est de tenter des mesures d'ESR-STM sur des molécules de phtalocyanines magnétiques adsorbées sur du NbSe2 supraconducteur. La coexistence d'états de Yu-Shiba-Rusinov et d'excitations de spin-flip a déjà été démontrée pour le MnPc sur NbSe2.

Par la suite, nous réaliserons la croissance de NbSe2 sur graphène/Ir, motivés par des travaux antérieurs montrant d'une part qu'une monocouche supraconductrice de NbSe2 peut croître sur des substrats faiblement couplés à base de graphène et, d'autre part, que l'ESR-STM de défauts de spin individuels dans une monocouche de MoS2/graphène/Ir a été observé récemment.

À plus long terme, nous envisagerons la croissance de matériaux halogénures magnétiques 2D, en particulier le CrCl3, sur du NbSe2 supraconducteur. Les états de Yu-Shiba-Rusinov localisés aux bords observés sur ce système le rendent directement pertinent pour l'étude des spins topologiques et des phénomènes supraconducteurs à l'échelle atomique. Spin-dependent scanning tunneling microscopy (SP-STM), and specifically electron spin resonance STM (ESR-STM), is a powerful technique for probing spin properties with atomic resolution. The method has been recently developed at C2N for characterizing the spin-excitation spectrum of individual iron phthalocyanine (FePc) molecules on an Ag\MgO(100) surface.

The project's major objective is to extend ESR-STM toward novel 2D systems that combine magnetism and superconductivity to explore non-trivial topological spin excitations. We will first investigate Yu-Shiba-Rusinov (YSR) states and spin-flip excitations of magnetic molecules (such as MnPc) adsorbed on superconducting NbSe2. Further ahead, the project will explore the growth of 2D magnetic halides, particularly CrCl3, on NbSe2. The edge-localized YSR states observed in these systems provide a highly relevant platform for studying topological spin and superconducting phenomena at the atomic scale. Growth of Graphene/Ir

Attempt ESR-STM on magnetic phthalocyanine molecules (e.g., MnPc) adsorbed on Graphene/Ir.

Attempt ESR-STM on magnetic phthalocyanine molecules (e.g., MnPc) adsorbed on superconducting BULK NbSe2.

Grow superconducting monolayer NbSe2 on weakly coupled graphene/Ir templates.

Attempt ESR-STM on magnetic phthalocyanine molecules (e.g., MnPc) adsorbed on MONOLAYER superconducting NbSe2 grown on Graphene/Ir.

Grow 2D magnetic halide materials, specifically CrCl3, on superconducting NbSe2 The project relies on advanced probe techniques including inelastic tunneling spectroscopy and electron spin resonance STM (ESR-STM). The growth of materials will involve the growth of NbSe2 on graphene/Ir, as well as depositing magnetic molecules or 2D magnetic halides on NbSe2 and graphene/Ir. The STM measurements will be performed in the STM group at C2N using two UHV cryogenic STMs. One of which is equipped with a vectorial magnetic field and microwave lines (0-20 GHz) essential for spin resonance.