PhD proposal

Sujet de thèse
Étude de couches minces de m atériaux fonctionnels
Les matériaux fonctionnels présentent une physique exceptionnelle (magnétisme,
ferroélectricité, supraconductivité...) qui donne naissance à des propriétés géantes telles que
la magnétorésistance colossale, la piézoélectricité géante etc. L'étude de ces matériaux sous
forme de couches minces est motivée par la nécessité d'intégrer ces matériaux à des
dispositifs miniaturisés ainsi que par l'étude des phénomènes nouveaux apparaissant à
l'échelle nanométrique.
Parmi les matériaux fonctionnels, certains présentent simultanément plusieurs
fonctionnalités. C'est notamment le cas des matériaux ferroélectriques à mémoire de forme.
Ces matériaux présentent une polarisation spontanée qui peut être retournée par application
d'un champ électrique ainsi que la possibilité de transiter entre une phase amorphe et une ou
plusieurs phases cristallines. Avec un dopage approprié, ces matériaux peuvent de plus
présenter des propriétés magnétiques. Ils sont donc des candidats d'excellence pour les
futures mémoires à n états (n>2). La maîtrise de cette multifonctionnalité nécessite tout
d'abord une connaissance précise du comportement de chacune de ces propriétés ainsi que
de leur interaction avec la structure cristalline. Cette étude formera la première partie de la
thèse et portera sur le matériau massif aussi bien que sur les couches minces. La seconde
partie de la thèse portera sur les couplages entre ces propriétés ainsi que sur les possibilités
de les optimiser, notamment par le biais d'une ingénierie des contraintes.
Cette thèse combinera des aspects expérimentaux et théoriques. Les expériences
consisteront en caractérisations structurales (diffraction X, spectroscopie Raman,
microscopies) et des propriétés (mesures électriques, optiques et magnétiques). La partie
théorique portera sur la modélisation de tout ou partie de ce système par calculs ab initio et
principes premiers et seconds.
Contact :
Pierre-Eymeric Janolin
Laboratoire SPMS, UMR 8580 CNRS
Grande Voie des Vignes
92295 Châtenay-Malabry Cedex
www.spms.ecp.fr
Laboratoire SPMS
Structures, Propriétés et Modélisation
des Solides
CNRS UMR 8580
Investigation of multifunctionnal thin films
Functional materials exhibit exceptionnally rich physics
(magnetism, ferroelectricity, superconductivity..) which give
rise to giant properties such as colossal
magnetoresistance, giant piezoelectricity etc.
The study of these materials as thin films is motivated
by their integration into miniaturized device as well as by the
appearance of fundamentally new phenomena at the
nanoscale.
SPMS lab is looking for a PhD candidate, strongly
motivated by this theme of research and with a strong
background in condensed matter physics. The main focus of
this investigation is to get a deeper fundamental
understanding of the new physics governing these materials
at the nano-scale. Within this frame, the candidate will have
the opportunity to stress the characterization part (structure
as well as properties characterization) or the synthesis part.
The extend of the theoretical part (modelling and simulation)
will depend on the candidate's ability. The 3-year PhD will be
financed by Ecole Centrale Paris on a contrat doctoral.
SPMS is very well equiped with state-of-the-art
characterization and deposition facilities enabling cut-off
research to be carried out, especially on nanostructures. The
numerous international as well as national collaborations and
the extensive use of large-scale facilities such as
synchrotrons and neutron sources offer a unique framework
for a succesful PhD.
Contact:
[email protected]
Laboratoire SPMS, Ecole Centrale Paris
Grande Voie des Vignes, 92295 Châtenay-Malabry