UMR 3680 - Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)
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Bienvenue au Service de Physique de l'Etat Condensé : SPEC - UMR 3680 CEA-CNRS.
Cette UMR dépend de DRF/IRAMIS, au sein du CEA de Saclay et de l'INP au CNRS.

La physique de la matière condensée est étudiée au SPEC depuis ses aspects les plus fondamentaux jusqu'aux applications dans les cas qui s'y prêtent. Les approches sont extrêmement variées et permettent l'exploration de mondes qui vont de l'échelle nano aux objets macroscopiques. Fort de ses publications dans des revues scientifiques spécialisées, le SPEC est aussi un lieu de transfert technologique et de brevets. Le SPEC est impliqué dans de nombreuses collaborations, aussi bien avec le CEA qu'au niveau national et international.

Patrice Roche, avec ses adjoints Céline Fiorini et Myriam Pannetier-Lecoeur, sont les responsables de cette Unité.

 
#9 - Màj : 23/11/2019
Thèmes de recherche

Conversion de l'énergie

Le développement des nouvelles technologies pour l'énergie implique de maitriser les processus de conversion entre ses différentes formes (solaire, thermique, chimique, électrique, mécanique, ...),  ainsi que les procédés de stockage  : L'énergie solaire peut être directement transformée en énergie électrique via les processus photovoltaïques et stockée dans des accumulateurs.

Conversion de l'énergie
Électronique quantique et nanoélectronique

Électronique quantique et nanoélectronique

En microélectronique, la mécanique quantique permet d’expliquer les propriétés des matériaux mais l’électrodynamique des circuits reste classique.

Nanomagnétisme, spintronique, matériaux multiferroïques et nouveaux capteurs magnétiques

Ce thème de recherche porte sur l’élaboration et l’étude de matériaux oxydes magnétiques ou multiferroïques* (ferroélectricité associée au magnétisme), la dynamique de l’aimantation dans les nanostructures hybrides et son couplage aux courants de spin (spintronique), le développement de capteurs de champ magnétique ultra-sensibles et la modélisation associée.

Nanomagnétisme, spintronique, matériaux multiferroïques et nouveaux capteurs magnétiques
Nanophotonique / Plasmonique

Nanophotonique / Plasmonique

La photonique comprend l’ensemble les sciences et technologies impliquées dans la production de photons, leur propagation et leur absorption par la matière. Les propriétés photoniques de la matière condensée dépendent autant des propriétés intrinsèques de ses constituants (molécules, réseau cristallin,…) que de leur organisation aux échelles nanométriques.

Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière

Les grandes installations de l’IRAMIS, telles que les spectromètres de diffusion, de diffraction et les stations d’imagerie de neutrons du LLB ou l’accélérateur SIRIUS du LSI, sont particulièrement adaptées à l’étude des propriétés physiques de la matière condensée.

Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière
Physique statistique et systèmes complexes

Physique statistique et systèmes complexes

Un système complexe est constitué d'un grand nombre d'entités en interaction, dont on ne peut prévoir le comportement ou l'évolution par un calcul simple (ex : étude des transitions de phase, turbulence dans un liquide, milieu granulaire, vols d'étourneaux...

Structure électronique et modélisation atomistique

Plusieurs équipes de l'IRAMIS sont impliqués dans les calculs de structure électronique (ab-initio, liaisons-fortes, Hückel etc..) et plus généralement dans la modélisation de la matière à l'échelle atomique, ce qui inclut également l'utilisation de méthodes plus phénoménologiques (potentiels empiriques, Hamiltoniens modèles, etc..

Structure électronique et modélisation atomistique
Physique et vivant / Physics and life

Physique et vivant / Physics and life

Trois " métiers " de l'IRAMIS trouvent une extension naturelle vers la biologie :  L'ingénierie moléculaire, où les études d'interactions coopératives de molécules en solution trouvent une suite directe dans l'étude des protéines et des différents modes d'assemblage de molécules d'intérêt biologique, L'étude de la matière à haute densité d'énergie, où les travaux sur la radiolyse et les interactions rayonnement-molécule, se transposent directement à des molécules comme l'ADN, L'étude de la matière ultra divisée, domaine dans lequel les matériaux nanostructurés, la nanophysique et la biologie convergent naturellement.

Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy

L’IRAMIS développe des matériaux nanostructurés pour les dispositifs photovoltaïques (PV) organique ou hybride : nanoparticules de silicium dopées ou non incluses dans différentes matrices, molécules spécifiques aux couches d’interface de cellules PV organiques, nanotubes de carbone fonctionnalisés par des chromophores, nanoparticules d’oxydes TiO2 dopées ou non en azote pour les cellules solaires à colorant cellules PV à base de Perovskite.

Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
Groupes de recherche / Laboratoires
Accueil GMT
Bienvenue sur la page d'accueil du groupe GMT! Le groupe a été créé en janvier 2014 suite au rattachement du SPCSI au SPEC. Il rassemble aujourd'hui six chercheurs permanents (5 CEA, 1 CNRS), deux post-docs et deux doctorants. Cyrille Barreteau est le chef de groupe.
Groupe Modélisation et Théorie / Modeling and Theory Group
Laboratoire d'Electronique et Photonique Organique (LEPO)
 (homepage in English) Le LEPO rassemble les activités de recherche du SPEC dans le domaine de la Physique des Interactions en Champ Proche. Les membres du LEPO Contact LEPO  
Laboratoire d'Électronique et Traitement du Signal (LETS) stands for Signal Processing and Electronic Laboratory. It focuses its researches and development on real-time signal processing, especially for scientific instruments and measurement devices, mostly in basic physics and optics.
Laboratoire d'Électronique et Traitement du Signal  (LETS)
Laboratoire d'Etude des NanoStructures et Imagerie de Surface (LENSIS)
Pages WEB du Groupe Photemission, Photodiffraction et Spectromicroscopie Les activités de recherche du groupe portent sur l'analyse de la structure électronique et chimique de surfaces et d'interfaces à l'aide de techniques de spectroscopie et de diffraction des photoélectrons. Contact : N. Barrett Membres du laboratoire.
L'essentiel des travaux du laboratoire de cryogénie du SPEC porte sur des développements cryogéniques dans le domaine des très basses températures aboutissant à la réalisation et à la mise au point de réfrigérateurs 3He et à dilution 3He-4He très performants permettant d'obtenir dans le premier cas des températures inférieures à 0.
Laboratoire de
Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO)
  La stratégie globale de notre laboratoire est une compréhension approfondie du magnétisme en matière condensée avec un bon équilibre entre la recherche de pointe, le développement de nouveaux instruments et les applications.
The NANOELECTRONICS GROUP activities explore the quantum properties of nano-conductors. In the past, the group developed the world's first electronic quantum shot noise measurements to show the quantum noise suppression by the Fermi statistics, to evidence the e/3 fractional charges in the Quantum Hall Effect regime or to study the statistics GHz photons emitted by quantum conductor.
Nanoélectronique / Nanoelectronics
PSR
GQ
WELCOME TO QUANTRONICS ! /  BIENVENUE DANS LE GROUPE QUANTRONIQUE ! ENTER - ENTREZ !  
Quantronique / Quantronics
SPHYNX
Systèmes Physiques Hors-équilibres hYdrodynamiques éNergie et compleXité
Bienvenue au SPHYNX   SPHYNX, created in January 2012, consists of 18 permanent researchers, engineers and technicians from CEA and CNRS. Our active research efforts encompass a wealth of multidisciplinary characters; theoretical, numerical and experimental, to studyphysical systems that are far from equilibrium. Statistical physics of equilibrium systems provides today a well-established framework for classical thermodynamics.
Domaines Techniques
Les nanotechnologies requièrent de réaliser des édifices complexes à l'échelle atomique. Ceux-ci sont généralement réalisées par dépôts sur un substrat (métal ou oxyde).

AO-MBE Oxydes à SPEC / LNO

Croissance par ablation laser pulsée femto-seconde d’hétérostructures à base d’oxydes pour la SPINtronique (CALPHOSPIN)

Dépôts, croissance, films minces
Mesures de transport
L'origine d'un phénomène de transport est l'application d'une force dont l'origine peut être variée (champ électrique ou magnétique, gradient de concentration, de pression etc ...) Sous la rubrique "mesures de transport" sont rassemblées différentes techniques de mesures associées qui peuvent être des mesures de flux (chaleur, particules, charges : courant électrique, etc ...

Appareil de mesure des propriétés de magnéto-transport

Mesures de capacitance

L'électrochimie est utilisée dans une large diversité de situations, que ce soit pour analyser des processus (corrosion, mécanismes de réactions en solution, etc... ) ou pour caractériser des matériaux -entre autre pour l'énergie.
A l’IRAMIS,  l’électrochimie est utilisée dans une large diversité de situations, que ce soit pour analyser des processus  (corrosion, mécanismes de réactions en solution, etc... ) ou pour caractériser des matériaux. Dans ce dernier volet, l’iramis a de nombreuses activités en électrocatalyse, dans les batteries, ou en biodétection.

Aqueous chemical growth of nanostructured oxide films

Banc de mesure de la photo-électrolyse de l’eau / spectroscopie d’impédance

Electrochimie
Magnétométrie
Les propriétés magnétiques des monocristaux ou films minces peuvent être étudiées par magnétométrie à échantillon vibrant (VSM ou "Vibrating Sample Magnemotry") ou effet Kerr (MOKE).

Banc multiferroïque

Dispositif d’effet Kerr sous ultravide (SMOKE : Surface Magneto-Optic Kerr Effect)

Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer

Magnétométrie à échantillon vibrant / Vibrating sample magnetometry

Les techniques de diffraction permettent de sonder l'ordre dans la matière. Pour ceci, on fait interagir une onde dont la longueur d'onde λ est comparable à la taille du motif cristallin élémentaire de l'échantillon. Ce peut être une onde électromagnétique (rayons X, lumière Laser) ou des particules (électrons, neutrons ou des atomes d'hélium).

Diffraction d'électrons (LEED et RHEED)

Diffraction de rayons X

Diffraction
Rayons X
Les rayons X, rayonnement électromagnétique au delà de l'ultra-violet lointain, couvrent une gamme de longueur d'onde autour du dixième de nanomètre. Cette distance est de l'ordre de la distance entre atomes dans la matière condensée. Ainsi les rayons X peuvent interagir avec ces atomes (diffraction) ou les électrons (diffusion).

Diffraction de rayons X

Pour les besoins de leurs recherches, les équipes de l'IRAMIS développent une instrumentation originale.

Intrumentation électronique du LETS / Some LETS's electronic instruments

Instrumentation
Spectrocopie nucléaires : RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) - Spectroscopie Mössbauer
RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) : Soumis à un champ magnétique, certains noyaux atomiques se comportent comme de minuscules boussoles qui s'orientent par rapport à celui-ci. L'énergie mise en jeu dans l'interaction entre le noyau atomique et le champ magnétique varie d'un atome à l'autre : le magnétisme nucléaire permet donc en principe d'analyser la matière.

La Spectroscopie Mössbauer

The magnetic properties of bulk samples and thin films can be studied by Vibrating Sample Magnetometry (VSM) or Magneto-optic Kerr effect (MOKE). Two VSM measuring devices are available in the IRAMIS: - One device in SPEC - One device in SPCSI   For research on low TC superconductors or more generally on electronic and magnetic matter properties at very low temperature,  specific equipments are developped, like a dilution-fridge equipped SQUID magnetometer.

Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer

Magnetometry
La RMN à l 'IRAMIS
Patrick Berthault (NIMBE), Hervé Desvaux (IRAMIS/Dir), C. Fermon (SPEC)
Voir aussi le dossier complet (2008) : RMN à l'IRAMIS     La RMN est devenue une méthode alternative à la diffraction des rayons X pour l’étude des protéines et une méthode de choix dans la caractérisation des produits chimiques de synthèse et l’étude des matériaux désordonnés comme les verres, les polymères ou les bétons.

Spectrocopie nucléaires : RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) - Spectroscopie Mössbauer

L'éclairement, par un rayonnement suffisamment énergétique, de la surface d'un matériau peut conduire à l'émission d'électrons dont la spectroscopie (étude en énergie) apporte des informations sur la composition de la surface étudiée.

Spectrométrie de photoélectrons X (XPS)

Spectroscopies électroniques
Synthèse chimique et outils de caractérisation : molécules, nanomatériaux et cristaux /  Chemical synthesis and caracterisation tools: molecules, nanomaterials and crystals
Les laboratoires de l'IRAMIS maitrisent de nombreux procédés de synthèse chimique en phase gaz (production de nanoparticules) ou en solution (molécules, catalyseurs...), avec l'objectif de développer de nouveaux procédés chimiques (chimie verte, énergie, recyclage...), d'élaborer des nanomatériaux, ou encore pour obtenir des cristaux de céramiques de haute qualité  (supraconducteurs notamment).

Synthesis and physico-chemical characterization of solid state materials @SPEC/LNO

            Le SPEC s'est progressivement équipé d'un atelier de nanofabrication qui permet aux groupes de recherche d'y réaliser leurs échantillons.
L'Atelier de Nanofabrication du SPEC (AdN)
Voir aussi
Voir aussi
Groupe Photoémission, Photodiffraction et Spectromicroscopie : LENSIS ÉquipePublications Collaborations Contrats Recrutement Notre équipe fait partie du Service de Physique de l'Etat Condensé de l’Institut IRAMIS, du "Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives" (CEA). Nous focalisons notre étude sur les structures électronique et chimique des oxydes fonctionnels.
Conceptual questions in statistical physics : Conceptual questions in statistical physics 22 October 2008 Ecole Normale Supérieure, Salle Weill, entrée au 45 rue d'Ulm, Paris 5ème Contact: Alexei Grinbaum Programme 9:30  Alexei Grinbaum (CEA-Saclay). Welcome remarks 9:45 Jos Uffink (University of Utrecht). On the analogy between thermodynamics and quantum entanglement 11:00 Chris Timpson (Oxford University).
Foundations of Physics in Greater Paris : Foundations of Physics in Greater Paris / Fondements de la physique en région parisienne Labs — Conferences — Seminars — Visitors — Contact   Labs LARSIM: Bâtiment 774, CEA-Orme des Merisiers, plan d'accès LTCI: Quantum information group Conferences Conference "Quantum mechanics seen through closed timelike curves", 25-28 June 2013 (Les Treilles, invitation-only) Workshop "Physics and information-2013", 8-10 April 2013 (Institut Henri Poincaré) Workshop "Physics and Computation", 28-30 juin 2012 (Institut Henri Poincaré) Workshop "Foundational questions of quantum information", 4-5 avril 2012 (Amphi Opale, 46 rue Barrault, Paris 13e) Two-day conference "Le Temps" (jointly with Séminaire Poincaré), IHP, 4 et 18 décembre 2010 Conference "Fondements de la mécanique quantique et information quantique", ENS, 8 janvier 2010.
Matière Active - Matière Granulaire / Active matter - Granular matter : Matière active : Modélisation d’expériences in vivo Classes d’universalité Interactions non décomposables en paires Equations continues Nouveaux modèles Renormalisation non perturbative Criticalité auto-organisée Voisinages non métriques Matière granulaire : Interaction particules-fluide en rotation. Méca. Stat.
Recherches sur le LHC : Le Laboratoire de Recherche sur les Sciences de la Matière (LARSIM) a mené une réflexion sur les enjeux philosophiques des recherches conduites autour du Large Hadron Collider (LHC). Il a réuni un groupe de travail composé de théoriciens et d’expérimentateurs du CEA et effectué plusieurs déplacements au CERN afin de visiter le LHC et de s’entretenir avec les théoriciens travaillant sur place.
SPEC research collaborations : SPEC is involved in many collaborations within the CEA as well as at the national and international levels. Here are examples of our past and present collaboration research projects. Within CEA Matter Science Division (DSM) IRFU (Astrophysics): Turbulence in interstellar matter, elaboration of phase contrast mirrors for infrared spectrometers IPhT (Theory): Glassy matter, dynamo, etc.
SPHYNX Publication List 2007-2011 : 2008 - 2011   Publications
Systèmes vitreux, dynamiques lentes: : Systèmes vitreux, dynamiques lentes: -Verres de spin et chiralité -Violation de FDT -Magnétisme de ferrofluides -Réponses nonlinéaires près de Tg -Modèles phénoménologiques
Thermoelectricity in complex fluids : NEW!  Internship Position (French M2 level) Open Together with the researchers from LEDNA/IRAMIS, we are seeking a motivated candidate for an 4-5 months internship project on:   Thermally Charging Ionic SuperCapacitor with Vertically Aligned Carbon NanoTube Electrodes   Interested candidates are invited to read the project description (click on the title above) and contact: sawako.nakamae@cea.
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide : En mettant des nanoparticules magnétiques en suspension dans un liquide, on obtient un ferrofluide. Ce dernier a les propriétés mécaniques d’un liquide et celles d’un matériau magnétique à température élevé (paramagnétisme). Les ferrofluides ont de nombreuses applications, par exemple dans les technologies aérospatiales, le transfert de chaleur ou la médecine.
Faits marquants scientifiques
16 octobre 2020
Le graphène, un matériau bidimensionnel constitué d’un plan d’atomes de carbone, possède des propriétés physiques remarquables qui le rendent très attractif pour des applications dans de nombreux domaines.
18 septembre 2020
Researchers from SPEC (in collaboration with the C2N and the University of Genoa) have observed the fading and partial reappearance of an electron injected at a finite energy into chiral one dimensional electronic channels propagating along the edges of a two dimensional electron system. These results will help elucidating to which extent these electrons can be used to implement the electronic analogues of quantum information experiments done with photons.
27 août 2020
L’interaction de la lumière visible avec un objet métallique conducteur se traduit par un large spectre d’absorption, pouvant présenter des résonances "plasmon" qui correspondent à des oscillations collectives des électrons proches de la surface du métal.
09 juillet 2020
Ce travail, publié dans  Appl. Phys. Lett. 116, 141605 (2020), présente l’exploration de la surface d’énergie potentielle de la face carbone du SiC. Depuis la première observation expérimentale en 1997 d’une reconstruction 3 × 3 sur cette surface, le modèle atomique sous-jacent reste l’objet de débat.
08 juillet 2020
Contacts SPEC : Dana Stanescu, Helene Magnan, Jean-Baptiste Moussy, Cindy Rountree, Antoine Barbier
Les matériaux ferroélectriques ont connu un essor considérable en raison de leurs applications potentielles dans des domaines comme la spintronique ou la conversion de l’énergie solaire1–3. Au SPEC nous avons étudié le rôle des interfaces, du substrat et des couches d’oxyde supérieures sur les propriétés ferroélectriques des hétérostructures à base des couches minces de BaTiO34.
24 juin 2020
À la fois organiques et métalliques, les nanoparticules hybrides offrent une large palette de propriétés pour des applications allant de la biodétection à la photonique. Elles restent cependant difficiles à synthétiser et à fonctionnaliser avec précision.
12 juin 2020
Des chercheurs de SPEC/SPHYNX, du CNRS-Université de la Sorbonne/PHENIX et du LLB/MMB publient une étude complète sur des suspensions colloïdales modèles dans un liquide ionique.
23 mai 2020
Au sein d'un échantillon solide, réduire la température des spins est une bonne méthode pour améliorer le signal de RMN ou de RPE, puisque cela favorise leur polarisation selon la direction imposée par le champ externe appliqué.
27 avril 2020
Le contrôle et la manipulation du courant électronique et en particulier, de sa polarisation en spin à l’échelle atomique, constituent des objectifs importants en vue de futures applications en nanoélectronique et spintronique.
09 avril 2020
  Dans une nanostructure ferromagnétique, la dynamique de l’aimantation peut rester cohérente à des angles de précession remarquablement élevés, ce qui constitue un élément important pour un contrôle fiable des dispositifs nanomagnétiques.
11 février 2020
Les progrès continus dans l'exploration du magnétisme permettent de proposer de nouveaux dispositifs pour le traitement, le transfert ou le stockage de l'information. Les matériaux antiferromagnétiques et multiferroïques présentent une structure en domaines ferroélectriques.
13 décembre 2019
La ténacité d’un matériau définit sa résistance à rupture. Si on sait la mesurer expérimentalement de manière précise, on ne sait pas, à l’heure actuelle, prévoir sa valeur à partir de la structure atomistique du matériau considéré, même dans les cas les plus simples.
26 novembre 2019
Le développement de techniques de diagnostic biologique précoce, à la fois rapides et sensibles, est un vrai défi dans des domaines aussi variés que la défense, l’environnement et la santé.
24 juillet 2019
Par l'étude du diagramme de phase de l’oxyde de cuivre HgBa2Ca2Cu3O8+δ, des chercheurs démontrent l’existence d’un lien d’origine microscopique entre l’état supraconducteur et la redistribution des charges dans le cristal (ordre de charge), qui se généralise à tous les oxydes de cuivre supraconducteurs.
11 juillet 2019
La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, propose une voie originale pour obtenir une source de photons microondes uniques, simple, efficace et brillante.
17 juin 2019
Alors que dans le monofeuillet de graphène tous les atomes sont équivalents, l’empilement particulier de ces feuillets dans le graphite, déterminé par Bernal [1], conduit à distinguer deux types d’atomes, α et β, suivant qu’ils sont superposés ou non à un atome du feuillet inférieur (figure a).
13 mai 2019
L'irruption du graphène au mitan des années 2000 a mis en lumière la physique des matériaux bi-dimensionnels, c'est à dire atomiquement minces.
11 mars 2019
La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, démontre expérimentalement une voie originale pour obtenir une source de photons microonde uniques, simple, efficace et brillante.
31 janvier 2019
Dans un atome, les niveaux d’énergie électroniques présentent une structure fine : certains niveaux se dédoublent du fait de l’interaction spin-orbite, qui couple le spin de l’électron à son mouvement orbital autour du noyau.
17 janvier 2019
L'électron est une particule élémentaire portant la charge élémentaire "e", une constante fondamentale de la physique.
17 décembre 2018
Dans un article publié le 28 décembre 2018 dans PNAS [1], le groupe d’Hugues Chaté (IRAMIS/SPEC), en collaboration avec celui de Hepeng Zhang à l’Université Jiao Tong de Shanghai, a réussi à modéliser quantitativement la structure et la dynamique des défauts topologiques d’un cristal liquide actif fait de bactéries.
05 novembre 2018
Collaboration SPEC - Université de Cambridge
In a recent article published in Phys. Rev. X [1], a collaboration between C. Nardini (SPEC) and Cambridge University studied phase separation phenomena in active colloidal fluids. It was shown that microphase separation, or phase separation between a vapour-like phase and a seemingly boiling liquid, should be generically expected. The analysis provides the basic framework to control these new phases of matter in future experiments.
15 octobre 2018
Le couplage magnéto-électrique suscite un vif intérêt dans le domaine des applications liées à la spintronique et à la conversion d’énergie. Des couplages forts rendent possibles  le pilotage des propriétés magnétiques par un potentiel électrique, l’effet inverse est aussi envisageable bien que technologiquement moins pertinent.
28 septembre 2018
Les effets de la surface sur l’organisation de domaines et de parois de domaines dans les matériaux ferroïques sont d’un grand intérêt fondamental et applicatif, dans la perspective de l’implémentation de ces matériaux fonctionnels pour des nouveaux dispositifs électroniques.
21 août 2018
La convection thermique est à l'origine des écoulements turbulents au sein des atmosphères planétaires, des océans, des étoiles et des planètes. En astrophysique, un des objectifs est de déterminer les lois régissant le transport convectif de chaleur, afin de les inclure dans les modèles d'évolution stellaire.
05 juin 2018
L’auto-assemblage de molécules optiquement actives sur des surfaces métalliques ouvre de nouvelles opportunités pour les sources de lumières organiques et les milieux amplificateurs de lumière. La surface d’un métal supporte des plasmons de surface (PPS), excitations électroniques sous forme d'ondes électromagnétiques se propageant le long de la surface.
19 mai 2018
Dans un article publié le 17 Mai 2018, dans la revue Cell, l'équipe dirigée par Guillaume Duménil à l'Institut Pasteur, en collaboration avec le groupe d’Hugues Chaté (IRAMIS/SPEC) et celui de Raphaël Voituriez (UPMC), décrypte une étape clé de l’infection causée par le méningocoque, un pathogène humain responsable de méningites chez les nourrissons et les jeunes adultes.
03 mai 2018
The control of the molecular arrangement of optically-active organic fluorophores on a metal surface opens new opportunities for combining plasmon waves confined at the nanometer scale with organic light sources or light-amplifying media. In collaboration with the team of Sylvain Barbay (C2N / Marcoussis), we took advantage of the self-organization properties of specific organic molecules to maximize the electromagnetic interaction between organic dyes and plasmon waveguides.
12 avril 2018
Pour l'ensemble des activités humaines, les pertes thermiques représentent 20 à 50 % de la consommation totale d'énergie. Récupérer sous forme d'électricité une fraction de cette chaleur résiduelle aujourd'hui perdue, améliorerait grandement notre efficacité énergétique.
28 mars 2018
Les séismes majeurs sont imprévisibles et pourtant l'analyse statistique des évènements précurseurs et des répliques au choc principal suivent des lois statistiques aujourd'hui bien établies, mais dont l'origine reste encore très mal comprise. En physique statistique, les mêmes lois peuvent s'appliquer à des systèmes en apparence très différents.
Publications HAL

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Thèses
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Dernière mise à jour : 09-10-2020


 

Stages
Calcul avec la dynamique non linéaire d'ondes de spin
Computing with nonlinear spin-wave dynamics

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

08/04/2021

Durée

3 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

DE-LOUBENS Gregoire
+33 1 69 08 71 60

Résumé/Summary
Dans les nanostructures magnétiques, les modes propres d'excitation (ondes de spin) sont couplés entre eux via des interactions non linéaires. L'idée est d'utiliser ce système dynamique pour accomplir des tâches de calcul neuromorphique.
In magnetic nanostructures, the excitation eigenmodes (spin-waves) are coupled together via nonlinear interactions. The main idea is to use this dynamical system to perform neuromorphic computing tasks.
Sujet détaillé/Full description
Les ondes de spin (OdS) sont les excitations collectives de l'aimantation dans les matériaux ferromagnétiques. Leur fréquence propre se situe typiquement dans la gamme GHz avec des longueurs de propagation de plusieurs microns en fonction de l'amortissement intrinsèque du matériau. En raison des interactions d'échange et dipolaires, leur dynamique est par nature non linéaire et présente une physique très riche. Dans les géométries confinées à base de couches minces, les OdS sont quantifiées avec un spectre fréquentiel contrôlé par les dimensions latérales de l'échantillon. Ce spectre d'OdS peut également être modifié par des stimuli externes comme un champ magnétique ou un couple de transfert de spin. Des stimuli de grande amplitude peuvent aussi déclencher des processus non linéaires comme la conversion de mode et les instabilités de mode, conduisant à une redistribution d'énergie entre OdS [1,2].

Au cours de ce stage, nous étudierons expérimentalement les possibilités offertes par les OdS dans des couches minces nanostructurées pour effectuer du reservoir computing [3]. Le mécanisme de contrôle de base est le couplage non linéaire entre OdS, qui permet aux modes propres orthogonaux de l'état d'équilibre d'interagir les uns avec les autres à mesure que leurs amplitudes augmentent. Parce qu'un tel couplage implique des événements de seuil [1], comme observé dans les neurones, il est possible de réaliser des tâches de calcul de nature cognitive, comme par exemple de la classification. Pour cela, nous réaliserons une spectroscopie multifréquence de nanostructures magnétiques à très faible amortissement dans le régime non linéaire [2]. Nous utiliserons un microscope de force à résonance magnétique, une technique de champ proche développée au laboratoire capable de détecter la dynamique d'OdS dans des nanoaimants individuels [4]. Pour analyser les résultats expérimentaux et identifier les configurations utiles pour le reservoir computing basé sur un réseau de neurones récurrent, nous nous appuierons également sur des simulations micromagnétiques basées sur un code python open source [5]. À moyen terme, cela pourrait permettre une implémentation hardware de reservoir computing reposant sur le concept de "liquid state machine" [6] aux fréquences GHz, qui serait utile entre autres pour le traitement des signaux de télécommunications.

Ce stage se déroulera dans le cadre de deux projets récemment financés, l'un par l'Europe (k-NET) et l'autre par l'ANR (MARIN), et se déroulera donc dans un environnement collaboratif.

[1] V. Naletov et al., Ferromagnetic resonance spectroscopy of parametric magnons excited by a four-wave process, Phys. Rev. B 75, 140405 (2007)
[2] Y. Li et al., Nutation Spectroscopy of a Nanomagnet Driven into Deeply Nonlinear Ferromagnetic Resonance, Phys. Rev. X 9, 041036 (2019)
[3] W. Maass et al., Real-time computing without stable states: A new framework for neural computation based on perturbations, Neural Computation 14, 2531 (2002)
[4] O. Klein et al., Ferromagnetic resonance force spectroscopy of individual submicron-size samples, Phys. Rev. B 78, 144410 (2008)
[5] http://micromagnetics.org/software/
[6] C. Fernando & S. Sojakka, Pattern Recognition in a Bucket in Lecture Notes in Computer Science, vol 2801 (2003)
Spin-waves (SWs) are the collective excitations of magnetization in ferromagnets. Their natural frequency is typically in the GHz range with propagation lengths over several microns depending on the intrinsic damping of the material. Due to exchange and dipole-dipole interactions, their dynamics is inherently nonlinear and can exhibit rich physics. In confined geometries like thin film waveguides and dots, SW modes are quantised with frequency spacings controlled by the lateral dimensions of the magnetic sample, which can be further modified by external stimuli such as applied magnetic fields or spin transfer torques. Large amplitude stimuli can trigger nonlinear processes like mode conversion and mode instabilities, resulting in the redistribution of energy between coupled SW modes [1,2].

During this internship, we will investigate experimentally the capacity of SWs in nanostructured thin films to perform reservoir computing [3]. The basic control mechanism is the nonlinear coupling between SWs, which allows orthogonal eigenmodes of the equilibrium state to interact with each other as their amplitudes increase. Because such coupling involves thresholding events [1], like for spiking neurons, we can achieve computational tasks with a cognitive nature like classification. For this, we will perform a multifrequency spectroscopy of ultra-low damping magnetic nanostructures in the nonlinear regime [2]. We will use a magnetic resonance force microscope, a home made near field technique able to sensitively detect SW dynamics in individual nanomagnets [4]. To analyze the experimental results and identify configurations useful for reservoir computing based on recurrent neural network, we will also rely on micromagnetic simulations based on an open source python code [5]. In the mid-term, this might allow for a new hardware implementation of reservoir computing that relies on the liquid state machine concept [6] at GHz frequencies, which could be useful for processing telecommunications signals.

This internship will take place in the context of two recently funded projects, one by Europe (k-NET), and another one by the French ANR (MARIN), and will therefore be conducted in a collaborative environment.

[1] V. Naletov et al., Ferromagnetic resonance spectroscopy of parametric magnons excited by a four-wave process, Phys. Rev. B 75, 140405 (2007)
[2] Y. Li et al., Nutation Spectroscopy of a Nanomagnet Driven into Deeply Nonlinear Ferromagnetic Resonance, Phys. Rev. X 9, 041036 (2019)
[3] W. Maass et al., Real-time computing without stable states: A new framework for neural computation based on perturbations, Neural Computation 14, 2531 (2002)
[4] O. Klein et al., Ferromagnetic resonance force spectroscopy of individual submicron-size samples, Phys. Rev. B 78, 144410 (2008)
[5] http://micromagnetics.org/software/
[6] C. Fernando & S. Sojakka, Pattern Recognition in a Bucket in Lecture Notes in Computer Science, vol 2801 (2003)
Mots clés/Keywords
Dynamique de l'aimantation ; nanomagnétisme ; magnonique ; systèmes dynamiques ; calcul neuromorphique
Magnetization dynamics ; nanomagnetism ; magnonics ; dynamical systems ; neuromorphic computing
Compétences/Skills
Microscopie à force magnétique ; techniques hyperfréquence ; simulations micromagnétiques
Magnetic force microscopy; high frequency techniques; micromagnetic simulations
Logiciels
Python
Etude de particules diélectriques et hybrides en vue de la mise en œuvre de nanomarqueurs pour l’imagerie en biologie
Study of dielectric and hybrid particles for the implementation of nanolabels for bioimaging

Spécialité

Interaction laser-matière

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

01/03/2021

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

FIORINI Celine
+33 1 69 08 62 38/19 76

Résumé/Summary
L’objectif du stage consistera à analyser les propriétés de conversion de fréquence (génération de 2nd harmonique – SHG) de particules diélectriques nanométriques en vue de leur implémentation future pour le marquage et l’imagerie en milieu biologique : il s’agira plus particulièrement de démontrer la possibilité d’exalter le signal SHG de ces particules suite à leur couplage à des nanoantennes plasmoniques. Ce travail sera mené dans un cadre collaboratif, un banc de caractérisation couplant mesures optiques et topographiques de nano-objets individuels est d’ordres et déjà opérationnel.
The internship aims at analyzing the frequency conversion properties (2nd harmonic generation - SHG) of nanometric dielectric particles in view of their future implementation for labeling and imaging in biology : the objective will more particularly be to demonstrate the possibility of enhancing the SHG signal of these particles following their coupling to a plasmonic nanoantennae. This work will be carried out in a collaborative framework, an already functional characterization set-up coupling optical and topographic measurements of individual nano-objects, will be taken into profit.
Sujet détaillé/Full description
Suite à de premiers travaux menés dans le cadre d’une collaboration entre notre laboratoire et 2 autres laboratoires du plateau de Saclay (ENS Paris-Saclay/ LUMIN et CentraleSupelec/ SPMS), nous avons pu mettre en évidence l’intérêt de nanoparticules diélectriques de BaTiO3 dopées pour l’imagerie optique en milieu biologique. Plus particulièrement, les propriétés à la fois de luminescence et de conversion de fréquence (génération de second harmonique - SHG) de ces particules en font des marqueurs particulièrement intéressants pour analyser à terme le transport intracellulaire au sein de réseaux neuronaux, ouvrant la voie à l’étude des désordres induits par des maladies neuropsychiatriques ou neurodégénératives.

L’objectif du stage consistera à analyser les propriétés optiques de particules de taille réduite (< 100 nm) en utilisant un banc de caractérisation couplant un microscope à force atomique ((AFM) à un microscope optique associé à diverses excitations laser : il s’agira plus particulièrement de démontrer la possibilité d’exalter le signal SHG de ces particules suite à leur couplage à des nanoantennes plasmoniques. Divers types d’antennes plasmoniques ont été envisagées et des simulations sont actuellement en cours. Selon les résultats, différents objets hybrides associant des particules de BaTiO3 à d’autres particules ou dépôts d’or seront synthétisés par nos collaborateurs (CEA, CentraleSupelec ou ESPCI).
L’équipe d’accueil est le groupe Nanophotonique du SPEC/LEPO (http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/). Pour les besoins de ses recherches, le groupe a développé un savoir-faire important dans le couplage de mesures optiques avec des microscopies à sondes locales. L’équipe dispose ainsi de plusieurs bancs expérimentaux de ce type, fonctionnant à l’air ou sous ultravide : optique et optique non-linéaire de nano-objets, nouvelles méthodes de microscopies optiques à sonde active …

Le rôle du stagiaire ira de la préparation des échantillons (en partenariat avec les collaborateurs du projet), à la caractérisation de leurs propriétés de conversion de fréquence (analyses spectrales et résolues en polarisation). Il participera également à l’interprétation des résultats obtenus.

Following a previous work carried out within the framework of a collaboration between our laboratory and 2 other laboratories of the Plateau de Saclay (ENS Paris-Saclay/ LUMIN and CentraleSupelec/ MSMAT), we were able to highlight the interest of doped BaTiO3 dielectric nanoparticles for optical bioimaging. More particularly, the properties of both luminescence and frequency conversion (second harmonic generation - SHG) of these particles make them particularly interesting as labels for the analysis of intracellular transport within neural networks, opening the way to the study of disorders induced by neuropsychiatric or neurodegenerative diseases.

The objective of the internship will be to analyze the optical properties of particles of reduced size (< 100 nm) using a home-built characterization set-up coupling an atomic force microscope (AFM) to an optical microscope associated with various laser excitations: the aim will more particularly be to evidence the possibility of enhancing the SHG signal of these particles following their coupling to plasmonic nanoantennas. Various types of plasmonic antennas have been considered and simulations are currently in progress. Depending on the results, different hybrid objects associating BaTiO3 particles to gold particles or gold coatings will be synthesized by our collaborators (CEA, CentraleSupelec or Institut Langevin).
The host team is the Nanophotonics group of SPEC/LEPO (http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/). For the needs of its research, the group has developed an important know-how in the coupling of optical measurements with local probe microscopies. The team has several experimental benches of this type, operating in air or under ultra-high vacuum: optics and nonlinear optics of nano-objects, new methods of optical microscopy with active probe ...

The role of the student will range from sample preparation (in partnership with the project collaborators), to the characterization of their frequency conversion properties (spectral and polarization-resolved analyses). He will also participate in the interpretation of the results that will be obtained.
Mots clés/Keywords
Nanosciences, nanotechnologies, nanophotonique, microscopies à sondes locales
Nanosciences, nanotechnologies, nanophotonics, local probe microscopies
Étude théorique d'électrodes en graphène pour l’Electronique Moléculaire
Theoretical study of graphene electrodes for Molecular Electronics

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

DAPPE Yannick
+33 1 69 08 30 32

Résumé/Summary
L'objectif principal de ce stage est de comprendre les mécanismes de transport électroniques au sein de jonctions moléculaires à base de graphène, par des méthodes de type "théorie de la fonctionnelle de densité - DFT".
The main objective of this internship is the theoretical study within the Density Functional Theory (DFT) frame of graphene-based molecular junctions, as well as the understanding of the corresponding electronic transport mechanisms.
Sujet détaillé/Full description
L'électronique moléculaire constitue de nos jours un domaine de recherche très actif, tant pour les aspects fondamentaux de ces nouveaux systèmes qui permettent d'explorer la Physique à l'échelle atomique, que par les possibles retombées en termes de composants électroniques innovants. En effet, outre la capacité à reproduire les composants électroniques à base de silicium (diodes, transistors, …), les molécules peuvent apporter de nouveaux types de réponses électriques du fait d'un grand nombre de degrés de liberté quantiques, modulables en fonction de la molécule considérée. En effet, la nature quantique de ces objets ainsi que les nouvelles fonctionnalités qui y sont associées, ouvrent des perspectives fascinantes pour construire l'électronique du futur. En conséquence, ces nouvelles recherches ont conduit à d'importants développements dans le domaine de l'électronique moléculaire, notamment pour ce qui est du contrôle et de la manipulation du transport électronique à travers une jonction moléculaire. La majorité des jonctions moléculaire est fabriquée à base de molécules connectées à leurs extrémités par des électrodes métallique (or, platine, argent, ….). Or il a été démontré à plusieurs reprises que la connexion de l'électrode à la molécule présente une influence non négligeable sur la conductance électrique du système. En ce sens, de récents développements ont proposés l'utilisation de nouveaux matériaux tels que le graphène, une couche monoatomique de carbone, réputée pour ces fantastiques propriétés de conduction électrique, comme électrodes dans les jonctions moléculaires. Ainsi, il a été observé que la connexion à une électrode en graphène permet d'augmenter significativement la conductance de la jonction pour de longues chaînes moléculaires, et donc de réduire le coût énergétique de ces systèmes.

L'objectif principal de ce stage s'inscrit dans ce cadre par l'étude théorique de jonctions moléculaires asymétriques, basées sur des électrodes en graphène ou MoS2, ainsi que l'étude de fils moléculaires décollés de la surface par une pointe STM. En utilisant la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT), on déterminera la configuration d'équilibre de la jonction moléculaire, ainsi que des propriétés électroniques, avant dans un deuxième temps, à partir des configurations d'équilibre obtenues, de calculer le transport électronique dans un formalisme de Keldysh-Green. Il s'agira alors de comprendre le mécanisme d'augmentation de la conductance par rapport aux jonctions classiques, et de les comparer aux résultats expérimentaux existants. Les différents comportements attendus dans ces systèmes permettent d'étudier la Physique du transport électronique à l'échelle atomique, et peuvent être à l'origine de la conception de nouveaux composants à l'échelle de la molécule unique.
Molecular Electronics constitute nowadays a very active field of research, either for fundamental aspects in these new systems which allow exploring new Physics at the atomic scale, than for the possible applications in terms of innovative electronic devices. Indeed, beyond the ability to reproduce silicon based components (diodes, transistors, …), molecules can also bring new types of electric response due to the great number of quantum degrees of freedom, which are tunable according to the considered molecule. Indeed, the quantum nature of these objects as well as the new associated functionalities open fascinating perspectives to build future electronics. Consequently, those new researches have led to important developments in the field of Molecular Electronics, in particular regarding the control and manipulation of electronic transport through a molecular junction. Most of the molecular junctions are based on molecules connected to metallic electrodes (gold, platinum, silver…). However, it has been demonstrated in several occasions that the connection between molecule and electrode has a non negligible influence on the electric conductance of the system. In that manner, recent developments have proposed to make use of new materials like graphene, which is really well-known for its fantastic electric conduction properties, as electrodes for molecular junctions. Hence, it has been observed that the connection to a graphene electrode allows to significantly increase the junction conductance for long molecular chains, and therefore to reduce the energetic cost of such junction.

The main objective of this internship lies in this frame by the theoretical study of asymmetric molecular junctions based on graphene or MoS2, as well as the study of molecular wires lifted off a surface using a STM tip. By using Density Functional Theory (DFT), we will determine the equilibrium configuration of the molecular junction and the corresponding electronic properties, before in a second time to calculate the electronic transport from the obtained structures, using a Keldysh-Green formalism. The purpose will be to understand the mechanism of conductance increase with respect to classical junctions, and to compare them to existing experimental results. The different expected behaviorsin those systems allow to study the Physics of electronic transport at the atomic scale, and could be exploited for the conception of new devices at the single molecule scale.
Mots clés/Keywords
Théorie, simulations numériques, propriétés électroniques et transport électronique, électronique moléculaire, graphène
Theory, numerical simulations, electronic properties and electronic transport, molecular electronics, graphene
Compétences/Skills
Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT), formalisme de Keldysh-Green pour le transport hors-équilibre, modèle de liaisons fortes
Density Functional Theory (DFT), Green Keldysh formalism for non-equilibrium transport, tight-binding model
Logiciels
Fortran, Fireball code
Expérience Hong Ou Mandel dans le graphène
Hong Ou Mandel experiment in graphene

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

10/04/2021

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

ROULLEAU Preden
+33 1 69 08 73 11

Résumé/Summary
Dans ce stage, nous proposons de réaliser la première expérience d'interférométrie à deux électrons dans le graphène: l'expérience d'Hong Ou Mandel.
In this internship, we propose to realize the first two-electron interfetometer in graphene: the Hong Ou Mandel experiment.
Sujet détaillé/Full description
Ce stage aborde un sujet central à la croisée de l'information quantique, du transport quantique et des matériaux 2D : la physique de l'électronique de vallée. En plus de la charge électronique fondamentale, l'électron porte un spin. Le contrôle de ce spin a ouvert un nouveau domaine, la spintronique, qui exploite le spin afin de coder l'information pour certaines applications comme le transfert et le stockage des données.
Dans le graphène, en raison des deux sous-réseaux, un nouveau degré de liberté interne apparaît : l'isospin de vallée. La robustesse de l'isospin de vallée contre le bruit électrostatique suggère que l'électronique de vallée, qui code les informations dans l'isospin de vallée, a un grand potentiel pour des applications en physique fondamentale mais aussi dans l'industrie de haute technologie. La feuille de route pour la technologie et l'innovation du graphène (Graphene Flaqship) décrit le graphène comme une plateforme potentielle pour l'électronique de vallée.
Récemment, nous avons réussi à contrôler l'état de vallée électrostatiquement sur un bord de graphène. En utilisant deux grilles latérales comme une paire de lames séparatrices de faisceaux de vallée, nous avons réalisé un interféromètre de Mach Zehnder et démontré des opérations quantiques de base d'un qubit de vallée. Nous avons montré en outre que la cohérence du qubit de vallée dépasse largement les valeurs rapportées pour le qubit de charge dans les semi-conducteurs 2D à haute mobilité.
Dans ce stage, nous proposons d'aller plus loin et de réaliser la première expérience d'interférométrie à deux électrons dans le graphène: l'expérience d'Hong Ou Mandel.
This internship addresses a central topic at the cross between quantum information, quantum transport, and 2D materials: the physics of valleytronics. In addition to the fundamental electronic charge, electron carries spin. The development of spin control has opened and extended a large field, spintronics, which exploits spin to encode information for some applications in data transfer and storage. In graphene, because of the two sublattices, a new internal degree of freedom pops up: the valley isospin. Robustness of the valley isospin against electrostatic noise suggests that valleytronics, which encodes information in the valley isospin, has great potential for tremendous applications in fundamental physics but also high-tech industry. The Graphene Technology and Innovation Roadmap (Graphene Flaqship) describes graphene as a potential platform for valleytronics.
Recently, we succeeded in controlling the degree of the valley scattering at a small side gate on a graphene edge. Using two side gates as a pair of valley beam splitters, we have realized an electronic Mach Zehnder interferometer and demonstrated basic quantum operations of a flying valley qubit, that is, quantum control of the superposition of spatially co-propagating but opposite-valley-isospin channels along a graphene PN junction. We moreover show that the coherence of the flying valley qubit largely surpasses state of the art values of charge qubit in high-mobility 2D semiconductors.

In this internship, we propose to go one step further and to realize the first two-electron interfetometer in graphene: the Hong Ou Mandel experiment.
Mots clés/Keywords
Hong Ou Mandel, graphène, interféromètre
Hong Ou Mandel, graphene, interferometer
Compétences/Skills
L'expérience est en cours. L'étudiant analysera et traitera les données sous python. Discussions sur le traitement des données avec l'équipe
It is a running experiment The student will analyse and treat the data with Python Discussion about the data treatment with the team
Logiciels
Python
Fonctionnalisation optique du graphène par auto-assemblage de molécules organiques
Optical functionalization of graphene by self-assembly of organic molecules

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

12/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CHARRA Fabrice
+33 1 69 08 97 22/19 76

Résumé/Summary
L’objectif du stage est d’explorer les possibilités offertes par l’auto-assemblage de molécules organiques pour la réalisation d’hétérostructures de matériaux 2D basées sur le graphène, en vue d’applications en photonique.
The objective of the master project is to explore the possibilities offered by the self-assembly of organic molecules for the realization of 2D-material heterostructures based on graphene, with a view to applications in photonics.
Sujet détaillé/Full description
Les matériaux 2D tels que le graphène présentent des propriétés originales. Les empilements de feuillets 2D différents, appelés hétérostructures de van-der-Waals, attirent particulièrement l’attention en vue d’applications innovantes en électronique et en photonique. Malheureusement le nombre de matériaux 2D susceptibles d’être mis en œuvre est actuellement très limité et ne permet pas d’aller au-delà de démonstrations de principe. Le stage s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche collaboratif entre équipes de physiciens (CEA Saclay, Institut Néel Grenoble) et de chimistes (laboratoire international 2D-FUEL, CNRS et Université Yonsei, Seoul, Corée) visant à introduire des matériaux 2D variés et aux propriétés ajustables constitués d’un feuillet de graphène sur lequel est adsorbé un réseau organisé de molécules organiques. Nous nous intéresserons plus particulièrement aux propriétés photoniques d’hétérostructures de van-der-Waals basées sur ces systèmes. Le stage se basera sur des premiers résultats publiés récemments par les partenaires du projet : N. Kalashnyk et al., Functional hybrid multilayered van derWaals heterostructures from graphene and self-assembled supramolecular 2D crystals. 2d Materials 6, (2019) https://doi.org/10.1088/2053-1583/ab2ba7 ; N. Kalashnyk et al., Electronic effects of the Bernal stacking of graphite on self-assembled aromatic adsorbates. Chemical Communications 54, 9607-9610 (2018) https://doi.org/10.1039/C8CC05806G ; A. St John et al., Computer modeling of 2D supramolecular nanoporous monolayers self-assembled on graphite. Nanoscale 11, 21284-21290 (2019) https://doi.org/10.1039/C9NR05710B .
Les travaux de stage consisteront à la réalisation des structures (transfert de feuillets de graphène, fonctionnalisation par auto-assemblage en solution ou par dépôt sous vide), à la caractérisation structurale (microscopies à sondes locales STM, AFM) et optique (microspectroscopie d’absorption, de luminescence, diffusion Raman).
L’équipe d’accueil est le groupe Nanophotonique du SPEC/LEPO (http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/). Pour les besoins de ses recherches, le groupe a développé un savoir-faire important dans le couplage de mesures optiques avec des microscopies à sondes locales. L’équipe dispose ainsi de plusieurs bancs expérimentaux de ce type, fonctionnant à l’air ou sous ultravide. Le stagiaire sera aussi amené à participer aux discussions avec les partenaires du projet pour développer les techniques de réalisation des hétérostructures et participer au design des molécules organiques.
2D materials such as graphene exhibit original properties. The stacks of different 2D atomically-thin layers, called van-der-Waals heterostructures, are attracting particular attention for innovative applications in electronics and photonics. Unfortunately the number of 2D materials that can be processible in such 2D heterostructures is currently very limited and does not allow to go beyond proofs of principle simple demonstrators. The internship will take place in the framework of a collaborative research project between teams of physicists (CEA Saclay, Institut Néel Grenoble) and chemists (2D-FUEL international laboratory, CNRS and Yonsei University, Seoul, Korea) aiming to introduce Various 2D materials with adjustable properties consisting of a graphene sheet on which an organized network of organic molecules is adsorbed. We will be particularly interested in the photonic properties of van-der-Waals heterostructures based on these systems. The internship will be based on the first results published recently by the project partners: N. Kalashnyk et al., Functional hybrid multilayered van derWaals heterostructures from graphene and self-assembled supramolecular 2D crystals. 2d Materials 6, (2019) https://doi.org/10.1088/2053-1583/ab2ba7 ; N. Kalashnyk et al., Electronic effects of the Bernal stacking of graphite on self-assembled aromatic adsorbates. Chemical Communications 54, 9607-9610 (2018) https://doi.org/10.1039/C8CC05806G ; A. St John et al., Computer modeling of 2D supramolecular nanoporous monolayers self-assembled on graphite. Nanoscale 11, 21284-21290 (2019) https://doi.org/10.1039/C9NR05710B ).
The student contribution will consist in the realization of the structures (transfer of graphene sheets, functionalization by self-assembly in solution or by vacuum deposition), in the structural characterization (local probes techniques such as STM, AFM) and determination of optical properties by microspectroscopy (absorption, luminescence, Raman scattering).
The host team is the Nanophotonics group of SPEC / LEPO http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/ . For the purposes of its research, the group has developed significant know-how in the coupling of optical measurements with local probe microscopies. The team research is based on several experimental benches of this type, operating in air or under ultra-high vacuum. The student will also participate in discussions with the project partners to develop techniques for producing heterostructures and participate in the design of organic molecules.
Mots clés/Keywords
Matériaux 2D, matériaux organiques, auto-assemblage, nanosciences, nanotechnologies, photonique, microscopies à sondes locales
2D-materials, organic materials, self-assembly, nanosciences, nanotechnologies, photonics, local-probe techniques
Compétences/Skills
Manipulation de matériaux 2D (transfert par voie humide), auto-assemblage moléculaire en solution, dépôt sous vide, microscopies à sondes locales (STM, AFM), microspectroscopie d’absorption, de luminescence, diffusion Raman.
Procesing of 2D materials (humid transfer techniques), solution molecular self-assembly, vacuum deposition, scanning probes (STM, AFM), microspectroscopy (absorption, luminescence, Raman scattering).
Fonctionnalisation optique du graphène par auto-assemblage de molécules organiques
Optical functionalization of graphene by self-assembly of organic molecules

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

12/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CHARRA Fabrice
+33 1 69 08 97 22/19 76

Résumé/Summary
L’objectif du stage est d’explorer les possibilités offertes par l’auto-assemblage de molécules organiques pour la réalisation d’hétérostructures de matériaux 2D basées sur le graphène, en vue d’applications en photonique.
The objective of the master project is to explore the possibilities offered by the self-assembly of organic molecules for the realization of 2D-material heterostructures based on graphene, with a view to applications in photonics.
Sujet détaillé/Full description
Les matériaux 2D tels que le graphène présentent des propriétés originales. Les empilements de feuillets 2D différents, appelés hétérostructures de van-der-Waals, attirent particulièrement l’attention en vue d’applications innovantes en électronique et en photonique. Malheureusement le nombre de matériaux 2D susceptibles d’être mis en œuvre est actuellement très limité et ne permet pas d’aller au-delà de démonstrations de principe. Le stage s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche collaboratif entre équipes de physiciens (CEA Saclay, Institut Néel Grenoble) et de chimistes (laboratoire international 2D-FUEL, CNRS et Université Yonsei, Seoul, Corée) visant à introduire des matériaux 2D variés et aux propriétés ajustables constitués d’un feuillet de graphène sur lequel est adsorbé un réseau organisé de molécules organiques. Nous nous intéresserons plus particulièrement aux propriétés photoniques d’hétérostructures de van-der-Waals basées sur ces systèmes. Le stage se basera sur des premiers résultats publiés récemments par les partenaires du projet : N. Kalashnyk et al., Functional hybrid multilayered van derWaals heterostructures from graphene and self-assembled supramolecular 2D crystals. 2d Materials 6, (2019) https://doi.org/10.1088/2053-1583/ab2ba7 ; N. Kalashnyk et al., Electronic effects of the Bernal stacking of graphite on self-assembled aromatic adsorbates. Chemical Communications 54, 9607-9610 (2018) https://doi.org/10.1039/C8CC05806G ; A. St John et al., Computer modeling of 2D supramolecular nanoporous monolayers self-assembled on graphite. Nanoscale 11, 21284-21290 (2019) https://doi.org/10.1039/C9NR05710B .
Les travaux de stage consisteront à la réalisation des structures (transfert de feuillets de graphène, fonctionnalisation par auto-assemblage en solution ou par dépôt sous vide), à la caractérisation structurale (microscopies à sondes locales STM, AFM) et optique (microspectroscopie d’absorption, de luminescence, diffusion Raman).
L’équipe d’accueil est le groupe Nanophotonique du SPEC/LEPO (http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/). Pour les besoins de ses recherches, le groupe a développé un savoir-faire important dans le couplage de mesures optiques avec des microscopies à sondes locales. L’équipe dispose ainsi de plusieurs bancs expérimentaux de ce type, fonctionnant à l’air ou sous ultravide. Le stagiaire sera aussi amené à participer aux discussions avec les partenaires du projet pour développer les techniques de réalisation des hétérostructures et participer au design des molécules organiques.
2D materials such as graphene exhibit original properties. The stacks of different 2D atomically-thin layers, called van-der-Waals heterostructures, are attracting particular attention for innovative applications in electronics and photonics. Unfortunately the number of 2D materials that can be processible in such 2D heterostructures is currently very limited and does not allow to go beyond proofs of principle simple demonstrators. The internship will take place in the framework of a collaborative research project between teams of physicists (CEA Saclay, Institut Néel Grenoble) and chemists (2D-FUEL international laboratory, CNRS and Yonsei University, Seoul, Korea) aiming to introduce Various 2D materials with adjustable properties consisting of a graphene sheet on which an organized network of organic molecules is adsorbed. We will be particularly interested in the photonic properties of van-der-Waals heterostructures based on these systems. The internship will be based on the first results published recently by the project partners: N. Kalashnyk et al., Functional hybrid multilayered van derWaals heterostructures from graphene and self-assembled supramolecular 2D crystals. 2d Materials 6, (2019) https://doi.org/10.1088/2053-1583/ab2ba7 ; N. Kalashnyk et al., Electronic effects of the Bernal stacking of graphite on self-assembled aromatic adsorbates. Chemical Communications 54, 9607-9610 (2018) https://doi.org/10.1039/C8CC05806G ; A. St John et al., Computer modeling of 2D supramolecular nanoporous monolayers self-assembled on graphite. Nanoscale 11, 21284-21290 (2019) https://doi.org/10.1039/C9NR05710B ).
The student contribution will consist in the realization of the structures (transfer of graphene sheets, functionalization by self-assembly in solution or by vacuum deposition), in the structural characterization (local probes techniques such as STM, AFM) and determination of optical properties by microspectroscopy (absorption, luminescence, Raman scattering).
The host team is the Nanophotonics group of SPEC / LEPO http://iramis.cea.fr/spec/LEPO/ . For the purposes of its research, the group has developed significant know-how in the coupling of optical measurements with local probe microscopies. The team research is based on several experimental benches of this type, operating in air or under ultra-high vacuum. The student will also participate in discussions with the project partners to develop techniques for producing heterostructures and participate in the design of organic molecules.
Mots clés/Keywords
Matériaux 2D, matériaux organiques, auto-assemblage, nanosciences, nanotechnologies, photonique, microscopies à sondes locales
2D-materials, organic materials, self-assembly, nanosciences, nanotechnologies, photonics, local-probe techniques
Compétences/Skills
Manipulation de matériaux 2D (transfert par voie humide), auto-assemblage moléculaire en solution, dépôt sous vide, microscopies à sondes locales (STM, AFM), microspectroscopie d’absorption, de luminescence, diffusion Raman.
Processing of 2D materials (humid transfer techniques), solution molecular self-assembly, vacuum deposition, scanning probes (STM, AFM), microspectroscopy (absorption, luminescence, Raman scattering).
Fort couplage QED à des conducteurs quantiques
Strong coupling QED of quantum conductors

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

ALTIMIRAS Carles
+33 1 69 08 72 35

Résumé/Summary
Pendant ce stage nous développerons des circuits de détection microondes de haute impédance et grande bande passante à fin de réaliser des expériences d'électrodynamique quantique avec des conducteurs quantiquement coherents.
During this internship, we will develop high impedance and large bandwidth RF detection circuits in order to perform quantum electrodynamics experiments on quantum coherent electrical conductors.
Sujet détaillé/Full description
Quantum transport investigates the dynamics of electrical circuits displaying a quantum mechanical behavior. This is achievable by patterning circuits in the nm/um scale in clean room environments, and cooling them at T∼15 mK in dilution fridges. A remarkable aspect of such quantum dynamics is that the electrical current fluctuates, even in response to a strictly DC bias. Detecting these quantum fluctuations is highly informative as it conveys information on the granularity of charge, the statistics of the carriers but also on the characteristic transport times such as the electronic scattering time or on interaction effects.

In the last years, our lab has developed several experimental schemes and technics in order to measure efficiently such quantum fluctuations in the few GHz range. In a qualitative level, measuring at this frequency range fdet∼6 GHz gives access to the quantum optical regime hfdet>>kBT, where one needs to provide a quantum description not only for the electrical current flowing through the conductor, but also for the electromagnetic fields exchanged with its detection scheme. This so-called circuit quantum electrodynamics regime is appealing since the corresponding ligh-matter coupling, proportional to the detection impedance, can be engineered and take non-perturbative values unparalleled in other physical systems. In a quantitative level, using this frequency range increases the experimental window: On the one side, performing faster experiments enables probing shorter transport time scales, or equivalently larger interaction energy scales. On the other side, it naturally provides larger detection bandwidths enabling to perform higher resolution experiments tracking subtle interaction effects.

The purpose of this internship is to design, micro-fabricate and test in a cryogenic environment a new generation of radiofrequency impedance matching circuits, in order to increase notably the bandwidth of the detection window. The goal of this project is to obtain a detection bandwidth larger than the thermal bandwidth at 15 mK thus fdet∼1 GHz, with a detection impedance of the order to the resistance quantum RQ=h/e^2∼25.8 k. Such a device would enable in a future PhD project to detect how the sub-Poissonian properties of Fermions being scattered upon a potential barrier might imprint on the properties of the resulting radiated RF field [1, 2].
[1] Beenaker & Schomerus, Phys.Rev.Lett. 93, 096801 (2004)
[2] Hassler & Otten, Phys. Rev. B 92, 195417 (2015)
Quantum transport investigates the dynamics of electrical circuits displaying a quantum mechanical behavior. This is achievable by patterning circuits in the nm/um scale in clean room environments, and cooling them at T∼15 mK in dilution fridges. A remarkable aspect of such quantum dynamics is that the electrical current fluctuates, even in response to a strictly DC bias. Detecting these quantum fluctuations is highly informative as it conveys information on the granularity of charge, the statistics of the carriers but also on the characteristic transport times such as the electronic scattering time or on interaction effects.

In the last years, our lab has developed several experimental schemes and technics in order to measure efficiently such quantum fluctuations in the few GHz range. In a qualitative level, measuring at this frequency range fdet∼6 GHz gives access to the quantum optical regime hfdet>>kBT, where one needs to provide a quantum description not only for the electrical current flowing through the conductor, but also for the electromagnetic fields exchanged with its detection scheme. This so-called circuit quantum electrodynamics regime is appealing since the corresponding ligh-matter coupling, proportional to the detection impedance, can be engineered and take non-perturbative values unparalleled in other physical systems. In a quantitative level, using this frequency range increases the experimental window: On the one side, performing faster experiments enables probing shorter transport time scales, or equivalently larger interaction energy scales. On the other side, it naturally provides larger detection bandwidths enabling to perform higher resolution experiments tracking subtle interaction effects.

The purpose of this internship is to design, micro-fabricate and test in a cryogenic environment a new generation of radiofrequency impedance matching circuits, in order to increase notably the bandwidth of the detection window. The goal of this project is to obtain a detection bandwidth larger than the thermal bandwidth at 15 mK thus fdet∼1 GHz, with a detection impedance of the order to the resistance quantum RQ=h/e^2∼25.8 k. Such a device would enable in a future PhD project to detect how the sub-Poissonian properties of Fermions being scattered upon a potential barrier might imprint on the properties of the resulting radiated RF field [1, 2].

[1] Beenaker & Schomerus, Phys.Rev.Lett. 93, 096801 (2004)
[2] Hassler & Otten, Phys. Rev. B 92, 195417 (2015)
Mots clés/Keywords
Transport quantique, electrodynamique quantique, radiofréquences
Quantum transport, quantum electrodynamics, radiofrequencies
Compétences/Skills
Simulation de circuits microondes, nano et micro fabrication, mesures électriques en environnements cryogéniques
RF circuit simulations, nano and microfabrication techniques, electrical measurements in cryogenic environments
Friction du vide lors de collisions atomiques et subatomiques
Vacuum friction on colliding atomic and subatomic structures

Spécialité

Physique théorique, mécanique quantique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

15/04/2021

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

Bercegol Herve
+33 1 69 08 74 37

Résumé/Summary
Le but de ce stage est de calculer l'effet dynamique de la mer de Dirac sur les collisions atomiques, en tenant dûment compte de la dynamique sous-jacente des électrons et des protons.
The goal of this internship is to calculate the dynamical effect of the Dirac sea on atomic collisions, by due consideration of the underlying dynamics of electrons and protons.
Sujet détaillé/Full description
Nous étudions les phénomènes dynamiques d'interaction entre la matière et le vide quantique en tant que cause possible de la deuxième loi de la thermodynamique. Des paires d'atomes en rotation subissent un couple dû au champ électromagnétique du point zéro du vide, calculé pour des atomes identiques ou différents. Le système matériel échange du moment angulaire avec le vide sous-jacent.
Cela rappelle le spin de l'électron, qui semble être intimement lié à l'interaction de la particule avec les champs du vide : le champ électromagnétique de point zéro et le champ de Dirac des paires électron-positron. Le but de ce stage est de calculer l'effet dynamique de la mer de Dirac sur les collisions atomiques, en tenant dûment compte de la dynamique sous-jacente des électrons et des noyaux, des protons pour commencer.
The quantum vacuum is populated with fluctuating, lowest energy states of particles and fields, a typically quantum, rather fascinating feature . There are a few experimental demonstrations of consequences of vacuum fluctuations on static material structures, like the Lamb shift and the Casimir effect. When material systems evolve dynamically, a friction force is theoretically predicted, the so-called Dynamic Casimir Effect.
We have been investigating these phenomena as a possible cause of the second law of thermodynamics. Rotating pairs of atoms experience a torque from the zero-point electromagnetic field of the vacuum, calculated for identical as well as for dissimilar atoms . The material system exchanges angular momentum with the underlying vacuum.
This is reminiscent of the spin of the electron, which appears as intimately linked to the interaction of the particle with the vacuum fields: the zero-point electromagnetic field and Dirac field of electron-positron pairs. The goal of this internship is to calculate the dynamical effect of the Dirac sea on atomic collisions, by due consideration of the underlying dynamics of electrons and nuclei, protons to begin with.
Mots clés/Keywords
QED
Quantum vacuum, QED (Quantum Electrodynamics), Vacuum friction, Dissipation, atomic and subatomic collisions
Compétences/Skills
Théorie et calculs de QED
QED theory and calculation methods
Logiciels
Mathlab, Mathematica
Imagerie sub-micronique des ordres multiferroiques
Sub-micron imaging of the different orders in multiferroics

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CHAULEAU Jean-Yves
+33 1 69 08 72 17

Résumé/Summary
L'idée du stage est de développer une technique d'imagerie combinant le champ proche et la génération de seconde harmonique afin d'imager les matériaux multiferroiques avec une résolution largement sub-micrométrique.
The idea of ​​the internship is to develop an imaging technique combining near field and second harmonic generation in order to image multiferroic materials with a largely sub-micrometric resolution.
Sujet détaillé/Full description
Les antiferromagnétiques (AF) sont actuellement sous les feux de la rampe grâce à des percées récentes démontrant l'effet efficace des courants de spin pour interagir avec le paramètre d'ordre AF [1,2]. Jusqu'à présent, en raison du manque de magnétisation nette, le contrôle des distributions AF a été plutôt difficile. Le contrôle AF induit par le courant ouvre également de nouvelles perspectives dans la dynamique de l'aimantation térahertz. Côté matériaux, les antiferromagnétiques représentent la grande majorité des matériaux magnétiques et certains d'entre eux présentent plusieurs phases ordonnées simultanées en couplage. Ils sont communément appelés "multiferroïques".

En particulier, lorsque l'ordre AF est couplé à une polarisation nette, il peut être commandé en appliquant une tension. Les matériaux multiferroïques [3] font l'objet d'un intense effort de recherche en raison de l'intérêt technologique important des matériaux multifonctionnels ainsi que de la richesse de la physique fondamentale, issue du couplage de divers paramètres d'ordre. Parmi tous les multiferroïques, le BiFeO3 (BFO) est un matériau de choix car ses deux températures d'ordre (FE ferroélectrique et AF) sont bien supérieures à la température ambiante. De plus, un couplage magnétoélectrique important a été mis en évidence dans des monocristaux ainsi que dans des films minces. L'un des inconvénients des multiferroïques est que ces textures FE / AF peuvent être assez difficiles à mesurer. La génération de seconde harmonique, une approche d'optique non linéaire, s'est avérée être un moyen puissant et élégant d'imaginer des textures multiferroïques complexes et de démêler les différentes contributions en jeu [4].

Au CEA / SPEC, nous sommes expérimentés dans l'évaluation des distributions ferroélectriques et antiferromagnétiques avec une résolution submicronique [5]. Cependant, pour la plupart des systèmes, une telle résolution n'est pas suffisante car les domaines AF sont plutôt de l'ordre de 200 nm. Nous développons actuellement une nouvelle technique basée sur la microscopie optique à balayage en champ proche pour optimiser notre résolution spatiale. Les premiers résultats sont très encourageants car une résolution de 20 nm a pu être atteinte et il a été possible d'obtenir un premier signal de seconde harmonique.

Au cours du stage, l'étudiant sera formé à l'optique laser et réalisera des expériences d'optique non linéaire en champ proche. Idéalement, le stage se poursuivrait par un doctorat, car le sujet proposé fait partie d'un effort à long terme sur ces matériaux.

[1] T. Jungwirth, X. Marti, P. Wadley and J. Wunderlich Nature Nanotech. 11, 231 (2016) [2] P. Wadley and al. Science 351, 587 (2016) [3] N. Spalding and M. Fiebig, Science, 309, 391 (2005) [4] M. Fiebig & al., Nature, 419, 818, (2002) [5] J.-Y. Chauleau & al., Nature Materials, 16, 803, (2017)
Antiferromagnets (AF) are currently in the limelight thanks to recent breakthroughs demonstrating the efficient effect of spin currents in interacting with the AF order parameter [1,2]. So far, due to the lack of net magnetization, controlling AF distributions has been rather challenging. Current-induced AF control also opens new perspectives in Terahertz magnetization dynamics. On the materials side, antiferromagnets represent the large majority of magnetic materials and some of them show several simultaneous coupled ordered phases. They are commonly called ‘multiferroics’. As a result, when the AF order is coupled to a net polarization, it may be controlled by applying a voltage. Multiferroic materials [3] are the focus of an intense research effort due to the significant technological interest of multifunctional materials as well as the rich fundamental physics stemming in the coupling of various order parameters.

Among all multiferroics, BiFeO3 (BFO) is a material of choice because its two ordering temperatures (ferroelectric FE and AF) are well above room temperature. In addition, a large magnetoelectric coupling has been demonstrated in single crystals as well as in thin films. One downside of multiferroics is that these FE/AF textures can be rather challenging to assess. Second harmonic generation, a non-linear optical approach, has proven to be a powerful and elegant way to image complex multiferroïc textures and to untangle the different contributions at play [4]. In CEA/SPEC, we are experienced in assessing ferroelectric and antiferromagnetic distributions with sub-micron resolution [5]. However, for most systems, such a resolution is not enough as AF domains are rather in the 200nm range.

We are now developing a new technique based on Scanning Near-field Optical Microscopy to optimize our spatial resolution. Our first results are very encouraging as we are reaching 20nm resolution and we just obtained our first second harmonic signal.

During this internship, the student will be trained in laser optics and will perform near-field non-linear optics experiments. Ideally, the internship would continue in a PhD as the proposed subject is part of a long-term effort on these materials.

[1] T. Jungwirth, X. Marti, P. Wadley and J. Wunderlich Nature Nanotech. 11, 231 (2016) [2] P. Wadley and al. Science 351, 587 (2016) [3] N. Spalding and M. Fiebig, Science, 309, 391 (2005) [4] M. Fiebig & al., Nature, 419, 818, (2002) [5] J.-Y. Chauleau & al., Nature Materials, 16, 803, (2017)
Compétences/Skills
Microscopie optique, lasers ultra-rapides, dépôts de couches d'oxydes
Optical microscopy, ultra-fast lasers, oxide deposition
L’irréversibilité est-elle une transition de phase en turbulence ?

Spécialité

Physique statistique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

05/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

DUBRULLE Berengere
+33 1 69 08 72 47

Résumé/Summary
Le but de ce stage est d’essayer de prouver que l'irréversibilité observée en turbulence est une transition de phase. On effectuera des simulations numérique d'une équation modèle afin de caractériser cette transition, et de voir dans quel mesure elle permet d’expliquer l’anomalie de dissipation observée en turbulence.
Sujet détaillé/Full description
En 1845, James Prescott Joule montre expérimentalement que l'application d'une force de 1050 J sur une turbine mettant en mouvement une livre d'eau augmente la température du fluide d'un degré Fahrenheit. Ceci est une illustration d'un processus global se produisant dans la plupart des fluides, par lequel l'énergie mécanique (travail) est convertie en énergie thermique (chaleur), en accord avec la première loi de la thermodynamique régissant la variation de l'énergie totale du fluide dans un système fermé Δ
Magnétisme aux interfaces: effet du couplage spin-orbite.
Magnetism at interfaces: spin-orbit coupling effects.

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

02/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

BARRETEAU Cyrille
+33 1 69 08 38 56

Résumé/Summary
Au cours de ce stage nous étudierons à l'aide de méthodes de structure électronique le magnétisme d'interface entre un matériau magnétique et un matériau non magnétique (en général) à fort couplage spin-orbite.
During this internship we will study by means of electronic structure methods the magnetism between a ferromagnetic material and a non-magnetic one (generally) with strong spin-orbit.
Sujet détaillé/Full description
Le couplage spin-orbite est à l'origine de nombreux effets physiques et son influence sur les propriétés magnétiques des matériaux est au centre de nombreuses études expérimentales et théoriques.
Dans les systèmes où la symétrie d'inversion est absente des phénomènes exotiques apparaissent. C'est le cas par exemple de l'interaction de Dzyaloshinskii-Moriya d'interface par exemple qui favorise des structures magnétiques non-colinéaires dites structures chirales tels que les skyrmions. Même si l'origine de cette interaction est à peu près claire l'amplitude et même le signe de cette interaction reste très mal comprise et encore moins maitrisée.
L'objectif de cet stage sera de calculer cette interaction à l'aide de méthode de structure électronique que nous appliquerons à différentes interfaces afin d'élucider le rôle des paramètres physiques les plus pertinents.

Ce stage nécessite un goût pour la modélisation. Nous utiliserons (et développerons) des codes de structure électronique basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et sur la méthode des liaisons fortes.
Spin-orbit coupling is at the origin of many physical effects and its influence on the magnetic properties of materials is at the center of many experimental and theoretical studies.
In systems where inversion symmetry is absent, exotic phenomena appear. This is the case of the Dzyaloshinskii-Moriya interface interaction for example, which favors non-collinear magnetic structures called chiral-structures such as skyrmions. Even if the origin of this interaction is more or less clear the amplitude and even the sign of this interaction remains very poorly understood and even less controlled.
The objective of this workshop will be to calculate this interaction using electronic structure methods that we will apply to different interfaces in order to elucidate the role of the most relevant physical parameters.

This internship requires a taste for modeling. We will use (and develop) electronic structure codes based on the Density Functional Theory (DFT) and on the tight-binding method.
Mots clés/Keywords
Modélisation, magnétisme, structure électronique
Modelling, Magnetism, electronic structure
Compétences/Skills
Utilisation et développement de codes informatiques Théorie de la fonctionnelle de la densité Méthode des liaisons fortes
Use and development of electronic structure codes Density Functional Theory Tight-Binding Method
Logiciels
Fortran, python
Magnétométrie ultra-sensible pour l’imagerie médicale.
Ultra-sensitive magnetometry for medical imaging.

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

31/03/2021

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

PANNETIER-LECOEUR Myriam
+33 1 69 08 74 10

Résumé/Summary
Le but du stage est de mettre au point, fabriquer et tester des capteurs magnétique à très haute sensibilité co-intégrant un supraconducteur et un élément spintronique. L’application visée est l’imagerie par résonance magnétique à bas champ magnétique (10mT).
The goal of the internship is to develop, fabricate and test very high sensitivity magnetic sensors co-integrating a superconductor and a spintronic element. The targeted application is magnetic resonance imaging (MRI) at low magnetic field (10mT).
Sujet détaillé/Full description
Notre laboratoire a mis au point un dispositif appelé capteur mixte, associant une boucle de capture supraconductrice à un capteur à magnétorésistance géante (ou GMR) pour la mesure de signaux magnétiques extrêmement petits (quelques femtoteslas = 10-15T), comme ceux produits par le cœur ou le cerveau.
Nous avons démontré que ce type de dispositif pouvait détecter les signaux magnétiques dus à l’activité électrique cardiaque. Ce type de capteur peut être aussi très intéressant pour la mesure de signaux d’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM).
L’élément magnéto-résistif utilisé jusqu’à présent est une GMR métallique de type spin valve. Les récents progrès dans le domaine de l’électronique de spin ont permis de proposer des magnétorésistances tunnel (TMR) dont les performances sont augmentées en particulier à haute fréquence. D’autre part, des techniques de réduction du bruit à basse fréquence peuvent également être appliquées pour atteindre d’excellents niveaux de sensibilité.
Le but du stage est de participer à la mise au point de ces capteurs et de tester leurs performances pour l’IRM dans le cadre du projet ANR VLFMRI.
Our laboratory has developed a device called mixed sensor, combining a superconducting pick up loop with a giant magnetoresistance (or GMR) sensor for the measurement of extremely small magnetic signals (a few femtoteslas = 10-15T), such as those produced by the heart or the brain.
We have shown that this type of device can detect magnetic signals due to cardiac electrical activity. This type of sensor can also be very interesting for the measurement of Magnetic Resonance Imaging (MRI) signals.
The magneto-resistive element used so far is a metallic GMR of the spin valve type. Recent progress in the field of spin electronics has made it possible to propose tunnel magnetoresistors (TMR) whose performances are increased especially at high frequency. On the other hand, low-frequency noise reduction techniques can also be applied to achieve excellent sensitivity levels.
The aim of the internship is to participate in the development of these sensors and to test their performance for MRI in the framework of the ANR VLFMRI project.
Mots clés/Keywords
capteur magnétique, électronique de spin, IRM
magnetic sensor, spin electronics, MRI
Compétences/Skills
microfabrication, mesures de magnétotransport et de bruit à basse température, imagerie magnétique.
microfabrication, magnetotransport and noise measurements at low temperature, magnetic imaging.
Mesure et réduction des champs de fuite de capteurs magnétiques magnétorésistifs
Measurement and reduction of stay fields emitted by magnetoresistive magnetic sensors

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

Pannetier-Lecoeur
+33 1 69 08 74 10

Résumé/Summary
Le but du stage est d’étudier les champs de fuite émis par des capteurs à magnétorésistance géante (GMR) en combinant des mesures de magnétométrie, de magnétotransport et de cartographie magnétique, et d’optimiser la structure des capteurs afin de les implémenter dans des microscopes magnétiques haute sensibilité.
The aim of the internship is to study the stray fields emitted by giant magnetoresistance (GMR) sensors by combining magnetometry, magnetotransport and magnetic mapping measurements, and to optimize the structure of the sensors in order to implement them in high-sensitivity magnetic microscopes.
Sujet détaillé/Full description
Un capteur à magnétorésistance géante est composé schématiquement de deux couches magnétiques séparées par un espaceur (M1/E/M2). L’une des couches (M1) est libre de suivre le champ magnétique à détecter pendant que l’aimantation de l’autre couche (M2) est fixe. L’effet de magnétorésistance géante ou tunnel induit une variation de la résistance en fonction de l’angle entre les aimantations des 2 couches permettant ainsi une détection du champ par la variation de résistance.
Le but du stage est d’étudier et de réduire les champs de fuite émis par les aimantations des deux couches magnétiques. En effet ces champs de fuite peuvent créer des perturbations sur le système à étudier dans le cas de cartographie magnétique par exemple et aussi rendre les performances des GMR fortement dépendantes de leur taille.
Durant le stage plusieurs techniques seront utilisées afin de mesurer les champs de fuite des capteurs : mesures de magnétométrie, de magnétotransport et de cartographie magnétique. Les champs de fuite des capteurs pourront être réduits en travaillant sur la structure et l’empilement des couches magnétiques qui est dans la pratique plus complexe que celui présenté schématiquement (M1/E/M2). Les dépôts seront réalisés par pulvérisation cathodique, puis les structures seront fabriquées par lithographie UV afin de pouvoir les caractériser.
A giant magnetoresistance sensor is schematically composed of two magnetic layers separated by a spacer (M1/E/M2). One of the layers (M1) is free to follow the magnetic field to be detected while the magnetization of the other layer (M2) is fixed. The effect of giant magnetoresistance or tunneling induces a variation of the resistance according to the angle between the magnetizations of the 2 layers allowing a detection of the field by the variation of resistance.
The aim of the internship is to study and reduce the stray fields emitted by the magnetizations of the two magnetic layers. Indeed these stray fields can create disturbances on the system to be studied in the case of magnetic mapping for example and also make the performance of GMRs strongly dependent on their size.
During the internship, several techniques will be used to measure the stray fields of the sensors: magnetometry, magnetotransport and magnetic mapping measurements. Sensor stray fields can be reduced by working on the structure and stacking of the magnetic layers, which is in practice more complex than the one presented schematically (M1/E/M2). The depositions will be made by sputtering, then the structures will be fabricated by UV lithography in order to be able to characterize them.
Mots clés/Keywords
Physique du solide- physique des matériaux
Solid state physics, material physics
Compétences/Skills
Pulvérisation cathodique, magnétotransport, magnétométrie VSM, cartographie magnétique (MFM)
Sputtering, magnetotransport, VSM magnetometry, magnetic mapping (MFM).
Microscopie magnétique locale par intégration de capteurs magnétorésistifs
Local magnetic microscopy with magnetoresitive sensor integration

Spécialité

PHYSIQUE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

01/06/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

SOLIGNAC Aurelie
+33 1 69 08 95 40

Résumé/Summary
Le but du stage est d’étudier l’effet de l’intégration de capteurs magnétiques magnétorésistifs dans des bras de levier flexibles de type AFM sur leurs performances. Les capteurs, destinés à être intégrés à un microscope magnétique, seront microfabriqués en salle blanche puis caractérisés en termes de magnétotransport et de bruit.
The aim of the internship is to study the magnetoresistive magnetic sensor integration in flexible cantilever on their performances. The sensors, destinated to be integrated in a scanning microscope, will be microfabricated in clean room and characterized in terms of magnetotransport and noise.
Sujet détaillé/Full description
Dans le but de caractériser les propriétés magnétiques de matériaux comme les aciers ou les nanoparticules, un microscope magnétique ultrasensible et quantitatif est développé au Laboratoire de Nanomagnétisme et Oxydes. Ce microscope combine un microscope sonde locale à balayage de type AFM (Atomic Force Microscope) et un capteur magnétique intégré dans un bras de levier AFM. Les capteurs magnétiques utilisés sont des capteurs à magnétorésistance géantes, basées sur l’électronique de spin et pouvant détecter des champs magnétiques de l’ordre du nT/√Hz.
Le but du stage sera d’étudier les performances des capteurs en termes de magnétorésistance et de bruit lorsqu’ils sont intégrés dans les bras de levier flexibles. La réponse des capteurs devra être optimisée en fonction de l’application visée. Le stage aura donc un aspect microfabrication en salle blanche et un aspect mesures de transport et de bruit, qui sera réalisé dans la chambre blindée de la plateforme Ultra Bas Bruit.
Les sondes développées seront ensuite intégrées dans le microscope afin de réaliser des images magnétiques.
In order to characterize the magnetic properties of materials such as steels or nanoparticles, an ultra-sensitive and quantitative magnetic microscope is being developed at the Nanomagnetism and Oxides Laboratory. This microscope combines a local scanning probe microscope of the AFM type (Atomic Force Microscope) and a magnetic sensor integrated in an AFM flexible cantilever. The magnetic sensors used are giant magnetoresistance sensors, based on spin electronics and capable of detecting magnetic fields in the order of nT/√Hz.
The aim of the internship will be to study the performance of the sensors in terms of magnetoresistance and noise when integrated into the flexible cantilever. The response of the sensors should be optimized according to the application. The internship will therefore have a microfabrication aspect in a clean room and a transport and noise measurement aspect, which will be carried out in the shielded room of the Ultra Low Noise platform.
The developed probes will then be integrated into the microscope to produce magnetic images.
Mots clés/Keywords
Capteur magnétique, microscopie sonde locale, magnétorésistance
Magnetic sensors, scanning probe microscopy, magnetoresistance
Compétences/Skills
Microscopie magnétique, micro fabrication, mesures magnéto-transport
Magnetic microscopy, microfabrication, magnetotransport measurements
Simulation de dynamique quantique électronique dans des matériaux bidimensionnels
Quantum-mechanical simulation of electron dynamics in two-dimensional materials

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

02/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

SMOGUNOV Alexander
0169083032

Résumé/Summary
Le but du stage proposé est de développer un code général et efficace pour étudier théoriquement la dynamique électronique dans des systèmes bidimensionnels (2D), mono ou multicouches, comme le graphène ou des matériaux 2D magnétiques découverts récemment.
The goal of the internship is to develop a general and efficient code for theoretical study of electron dynamics in two-dimensional (2D) systems, single- or multi-layer, such as graphene or recently discovered magnetic 2D materials.
Sujet détaillé/Full description
Le but du stage proposé est de développer un code général et efficace pour étudier théoriquement la dynamique électronique dans des systèmes bidimensionnels (2D), mono ou multicouches, comme le graphène ou des matériaux 2D magnétiques découverts récemment [1]. Il s’agit d’un sujet de très grand intérêt d’un point de vue fondamental, mais également pour des applications technologiques (en spintronique, notamment). Le code s'appuiera sur un modèle réaliste de liaisons fortes à plusieurs orbitales ou les paramètres nécessaires seront extraits des calculs ab initio dans le cadre de la DFT (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité). Comme outil principal de DFT nous allons utiliser le package Quantum-Espresso [2] – un des codes de structure électronique les plus précis à base d’ondes planes. Plusieurs approches de transport quantique basées sur la diffusion des fonctions d'ondes ou une méthode directe d'évolution temporelle de paquets d'ondes électroniques vont être implémentées dans le code. Il permettra d’étudier divers phénomènes intéressants tels que des interférences quantiques (dans des structures multicouches, par exemple), ou des effets d'impuretés atomiques et de champ magnétique sur la dynamique des électrons de différents spins (polarisation en spin – l'effet Hall de spin) dans le cadre d'une approche précise basée sur la mécanique quantique.

[1] M. Gibertini, M. Koperski, A. F. Morpurgo, K. S. Novoselov, Magnetic 2D materials and heterostructures, Nature Nanotechnology14, 408 (2019)
[2] P. Giannozzi et al., QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials, Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009)
The goal of the internship is to develop a general and efficient code for theoretical study of electron dynamics in two-dimensional (2D) systems, single- or multi-layer, such as graphene or recently discovered magnetic 2D materials [1] – the subject of great interest from both fundamental point of view but also for possible technological applications (in spintronics, in particular). The code will be based on realistic multi-orbital tight-binding model where needed parameters will be extracted from ab initio DFT (Density Functional Theory) calculations. The main DFT tool to be used is the Quantum-Espresso package [2] – one of the most accurate electronic structure codes based on plane wave expansion of electronic wave functions. Several approaches to quantum transport such as the wave function scattering method or the direct time evolution of electron wave packets will be explored and implemented in the code. Many interesting phenomena such as quantum interference (in multilayer structures, for example) or effect of impurity atoms and magnetic field on spin-dependent electron dynamics (spin separation – spin Hall effect) are going to be addressed based on accurate quantum-mechanical description.

[1] M. Gibertini, M. Koperski, A. F. Morpurgo, K. S. Novoselov, Magnetic 2D materials and heterostructures, Nature Nanotechnology14, 408 (2019)
[2] P. Giannozzi et al., QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials, Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009)
Mots clés/Keywords
transport quantique electronique, spintronique
quantum electron stransport, spintronics
Compétences/Skills
Théorie de la Fonctionnelle de la Densité; Modèle de liaisons fortes
Density Functional Theory; Tight-binding model
Logiciels
Quantum ESPRESSO; fortran;
Stochasticité spontanée et singularités en turbulence

Spécialité

Physique statistique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

01/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

DUBRULLE Berengere
+33 1 69 08 72 47

Résumé/Summary
Le but de ce stage est prouver l'existence de la stochasticité spontanée en utilisant une nouvelle expérience appelée GVK. Cette expérience a été spécialement conçue pour explorer la dynamique de particules et des mouvements turbulents, avec une résolution jamais atteinte jusqu’à présente. Dans ce stage, on effectuera des mesures expérimentales à l’aide de dispositif d’imagerie vélocimétrique, et on analysera les données pour mettre en évidence le phénomène, et ses liens possibles avec des quasi-singularités
Sujet détaillé/Full description
On sait depuis Lorentz que les mouvements des fluides, notamment l’atmosphère et l’océan est chaotique : dans l’espace des phases, deux points initialement proches, s’écartent exponentialement, permettant ainsi de produire le fameux effet papillon. Ce qu’on sait moins, c’est ces même fluides sont victime d’ un phénomène encore plus violent appelé « stochasticité spontané », au cours duquel deux points de l’espace physique se séparent algébriquement de façon indépendante de leur distance initiale. Les mathématiciens suspectent que ce phénomène, observé dans des simulations numériques, est crée par l’existence de singularités dans les équations du mouvement, brisant ainsi l’unicité des solutions. Par contre, il n’existe à ce jour aucune démonstration expérimentale de ce phénomène, ni de preuve de son lien avec des singularités ou quasi-singularités.

Le but de ce stage est de combler ces lacunes en utilisant une nouvelle expérience appelée GVK. Cette expérience a été spécialment conçue pour explorer la dynamique de particules et des mouvements turbulents, avec une résolution jamais atteinte jusqu’à présente. Dans ce stage, on effectuera des mesures expérimentales à l’aide de dispositif d’imagerie vélocimétrique, et on analysera les données pour mettre en évidence le phénomène, et ses liens possibles avec des quasi-singularités.

La quête des singularités dans les équations d’Euler ou de Navier-stokes représente un problème bien connu (cf. AMS Millenium Clay Prize), mais les récentes avancées, tant au niveau numérique qu’expérimental, remettent ce problème de nouveau d’actualité. En particulier, notre groupe a récemment mis en évidence, dans un écoulement turbulent de laboratoire, l'existence d'événements intenses de dissipation d'énergie non-visqueuse qui pourraient être associés aux singularités recherchées par les mathématiciens (Saw et al, Nature Communication 7, 12466 (2016)).


Le cœur de ce stage est expérimental, mais des développements théoriques sur la physique hors-équilibre via le formalisme multi-fractal et les ondelettes pourront être effectués. Ce stage sera encadré par B. Dubrulle (CNRS). Le sujet du est à l’interface entre la mécanique des fluides, les mathématiques et la physique statistique. Le stage requiert une solide formation de physicien, en particulier en physique statistique, ainsi qu’un goût prononcé pour l’expérimentation. Il pourra éventuellement déboucher sur une thèse sur une thématique voisine.
Transport ultra-rapide de spins à travers un antiferromagnétique
Ultrafast pure spincurrent transport through antiferromagnets

Spécialité

Physique de la matière condensée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

VIRET Michel
+33 1 69 08 71 60

Résumé/Summary
Le but du stage est d'étudier la propagation ultra-rapide de courants de spin au travers d'un antiferromagnétique isolant.
The aim of this internship is to study the ultra-fast spin current propagation through an insulating antiferromagnet.
Sujet détaillé/Full description
Les courants de spin purs suscitent actuellement un intérêt considérable en raison de leur possible application dans les futurs dispositifs spintroniques. La demande croissante de traitement de données pousse les nouvelles technologies à traiter plus rapidement de plus gros volumes. Ainsi, la manipulation ultrarapide du traitement de l’information est devenue un défi des technologies de l’information de demain. Les courants de spin purs présentent plusieurs avantages clés car ils peuvent maintenant être générés, propagés et détectés à une échelle de temps inférieure à la picoseconde et à des tailles nanométriques. On peut donc envisager la possibilité de composants spintroniques ultra-rapides et l'émergence de dispositifs spintroniques térahertz.

Plusieurs "briques" sont essentielles à ces dispositifs car les courants de spin doivent être générés, propagés, traités et finalement détectés. Ce projet vise à étudier les mécanismes sous-jacents des impulsions picoseconde et sub-picoseconde de courants de spin purs dans les isolateurs antiferromagnétiques. Les systèmes à l'étude sont composés de trois couches épitaxiales de haute qualité et d'épaisseurs nanométriques, synthétisées par dépôt laser pulsé. Le premier est l'injecteur de spin, c'est-à-dire une couche ferromagnétique (La2/3Sr1/3MnO3) qui, soumise à d'intenses impulsions laser femtosecondes, génère des impulsions de courants polarisés en spin [1]. La deuxième couche est l'antiferromagnetique isolant NiO, qui est la partie centrale de la structure et à travers laquelle des courants de spin purs peuvent se propager [2].

Malgré les explications proposées par plusieurs travaux théoriques [3], la nature exacte et les caractéristiques de la propagation du moment angulaire restent floues. En particulier, il convient de comprendre la dynamique combinée des courants de spin et de la résonance térahertz antiferromagnétique. C'est l'objectif principal de ce projet de stage où le courant polarisé en spin sera généré en impulsions ultra-rapides, propagé dans une couche AF et détectée dans une troisième couche de Pt (via le mécanisme d'effet Hall de spin inverse). Ce système à trois couches offre un terrain de jeu intéressant pour aborder les questions ouvertes concernant le transport et la manipulation des courants de spin ultra-rapides dans les antiferromagnétiques isolants.

Au cours de ce stage, l'étudiant réalisera des expériences optiques ultra-rapides à l'aide d'un laser femtoseconde afin d'évaluer la dynamique sub-picoseconde des systèmes magnétiques et la propagation des impulsions de spin. En outre, il / elle apprendra également à synthétiser des échantillons épitaxiaux de haute qualité par dépôt laser pulsé. Idéalement, le stage se poursuivra par un travail de doctorat.
Pure spin-currents are currently attracting a substantial interest due to their deep implication in future spintronic devices. The booming demand on data consumption pushes new technologies to be able to process bigger volumes of data at a faster rate. Thus, ultrafast manipulation of information processing has now become a challenge of tomorrow’s information technologies. Pure spin currents present several key advantages as they can now be generated, propagated and detected on the sub-picosecond timescale and at nano-sizes. One can therefore envision the possibility of ultrafast spintronic components and the emergence of terahertz spintronic devices.

Several “bricks” are crutial to these devices as spincurrents have to be generated, propagated processed and eventually detected. This project aims at studying the underlying mechanisms of picosecond and sub-picosecond pure spincurrent bursts in antiferromagnetic insulators. The systems under study are composed of three high quality epitaxial layers of nanometric thicknesses, grown by pulsed laser deposition. The first one is the spin injector, i.e. a ferromagnetic layer (La2/3Sr1/3MnO3) which, when subjected to intense femtosecond laser pulses, generates bursts of spin-polarized currents [1]. The second layer is the insulating antiferromagnet NiO, which is the central part of the structure and through which pure spincurrents can propagate [2]. Despite the explanations proposed by several theoretical works [3], the exact nature and characteristics of the spincurrent propopagation remains under debate. Especially, one should tackle the dynamical issue of spincurrents coherently matching the specific antiferromagnetic terahertz resonance.

This is the main objective of this internship project where spin-polarized current will be launched in ultra-fast bursts. Finally, a third Pt layer is used as a detector (via the inverse spin Hall effect mechanism). This trilayer system offers an interesting playground to tackle the opened questions regarding the transport and manipulation of ultrafast spincurrents in insulating antiferromagnets.

During this internship, the student will perform ultrafast time-resolved optical experiments using a femtosecond laser in order to assess the sub-picosecond dynamics of magnetic systems and the propagation of spincurrent bursts. In addition, he/she will also learn how to grow high quality epitaxial samples by pulsed laser deposition. Ideally, the internship will continue in a PhD work.

[1] Kampfrath et al. Nat. Nano. 8 256 (2013) [2] Hahn et al. EPL 108 57005 (2014)
[3] Khymyn et al. Phys. Rev. B 93 224421 (2016)
Compétences/Skills
Dépots par ablation laser pulsée, mesures optiques ultra-rapides
Pulsed laser deposition, ultra-fast optical measurements
Images
Mesure de résistance électrique de parois magnétiques
Supraconductivité haut Tc  et  magnéto-résistance géante
Systèmes magnétiques frustrés
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
Spin polarized transport in artificial structures. Iron and aluminium oxides epitaxial growth
AO-MBE Oxydes à SPEC / LNO
AO-MBE Oxydes à SPEC / LNO
Granular matter : Surface Flows
Granular matter : Surface Flows
Dépôts, croissance, films minces
Agrégats de protéines
Magnétométrie à échantillon vibrant / Vibrating sample magnetometry
Magnétométrie à échantillon vibrant / Vibrating sample magnetometry
Magnétométrie à échantillon vibrant / Vibrating sample magnetometry
Superconducting-magnetoresistive sensor for very low field measurements
Superconducting-magnetoresistive sensor for very low field measurements
Turbulence in Rotating Flows
Turbulence in Rotating Flows
Turbulence in Rotating Flows
Dégradation enzymatique d\'un gel
Les supraconducteurs à haute température critique (HTSC)
Les supraconducteurs à haute température critique (HTSC)
Généralités sur la Modélisation des surfaces, interfaces et nanostructures
Un pas crucial vers une mémoire quantique
Un pas crucial vers une mémoire quantique
De la rouille, du soleil et de l’eau  pour produire de l’hydrogène
De la rouille, du soleil et de l’eau  pour produire de l’hydrogène
De la rouille, du soleil et de l’eau  pour produire de l’hydrogène
Reduction of the damping induced by nonlinear effects
Reduction of the damping induced by nonlinear effects
Microscopie à résonance magnétique détectée mécaniquement.
Injection de spin dans une GMR
Injection de spin dans une GMR
Memory nano-devices and circuits
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Recherches sur le LHC
Processeur quantique et quantronium
Biophysicists discover hidden order in bacterial collective motion
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Structures et transitions de phases
Roughness exponents of fracture surfaces in packing of sintered glass beads.
Role of damage in the selection of the scaling properties of fracture surfaces: Experimental evidences and theoretical interpretation
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Granular matter
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
Magneto-Hydrodynamics and Dynamo effect
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Nonlinear Waves
Brevet : Procédé et dispositif de réduction de bruit dans un signal modulé
Les feuilles tombent aussi en Amazonie !
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Transistors à base de nanotubes de carbone…  de plus en plus rapides
Expérience VKS2 : observation d\'une dynamo turbulente (De l\'origine du champ magnétique terrestre...)
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Quand le mélange chaotique se heurte à un mur
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Mesures de capacitance
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Mesures de transport
La Spectroscopie Mössbauer
La Spectroscopie Mössbauer
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Spectrocopie nucléaires : RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) - Spectroscopie Mössbauer
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Projet européen COSMICS : \
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Dispositif original pour l\'étude par RMN haute résolution de micro-échantillons.
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Les propriétés non conventionnelles des circuits électroniques quantiques
Autour de la spintronique à l\'IRAMIS avec le laboratoire CNRS/THALES
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Granular matter : Relaxation and response to a localized perturbation
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Granular matter : Glassy behaviour and dynamical heterogeneities
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Granular matter : Some applications of our research
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Universal behavior of the dynamics of slow crack growth
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L\'effet de proximité supraconducteur
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Une fonctionnalisation chimique innovante pour des cellules solaires à base de nanotubes de carbone.
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Coexistence de la ferroélectricité et du magnétisme dans le composé multiferroïque BiFeO3
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Verres granulaires : un gigantesque jeu de tric trac collectif
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Plasmonique
Magnétomètre à très basses températures/ Dilution-refridgerated SQUID magnetometer
Magnétométrie
Structure et contrôle des propriétés thermoélectriques  des Cobaltates NaxCoO2
Structure électronique et modélisation atomistique
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Diffraction d\'électrons (LEED et RHEED)
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Quantronique / Quantronics
Appareil de mesure des propriétés de magnéto-transport
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Un monde véritablement quantique : première violation d\'une inégalité de Bell en temps
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Succès au SPEC : Réalisation d\'un bit quantique exploitable dans un circuit électronique
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Experimental and numerical nanoscale investigation of damage and fracture processes in glass
Experimental and numerical nanoscale investigation of damage and fracture processes in glass
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Subcritical Transition to Turbulence
Subcritical Transition to Turbulence
Subcritical Transition to Turbulence
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Chaotic Mixing
Brevet: Circuit de réseau neuronal comprenant des nano synapses et des neurones CMOS
Des films de savon pour construire des nanostructures
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Physique statistique et systèmes complexes
APSC : Action Physique & Systèmes Complexes IRAMIS
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Un nouvel état de la matière dans votre ordinateur ?
Brevet :  Système de mesure d\'un signal de résonance magnétique à base d\'un capteur hybride supraconducteur-magnétorésistif
Brevet :  Ensemble de distribution d\'un matériau granulaire par gravité
Brevet : Dispositif permettant de de détecter un champ magnétique / Device for sensing a magnetic field
Brevet : Procédé de dépôt d’un film mince nanométrique sur un substrat
Brevet : Procédé et dispositif d\'évaluation non destructrice de défauts dans un objet métallique / Method and device for non destructive evaluation of defects in a metallic object
Brevet :  Dispositif de détection de champ RF/Device for sensing RF field
Brevet : Procédé et appareil de mesures de champ magnétique au moyen d\'un capteur magnétorésistant
Brevet : Dispositif de protection permettant de protéger un circuit contre une attaque mécanique et électromagnétique
Brevet : Dispositif électrique blindé et son procédé de fabrication
Brevet : Procédé et système pour ajuster la sensibilité d\'un capteur magnétorésistif
Brevet : Oscillateur pour hyperfréquences accordé avec un mince film ferromagnétique
Brevet : Dispositif à ondes magnétostatiques basé sur des films minces métalliques, procédé de fabrication et application à des dispositfs de traitement de signaux hyperfréquences
Emerging Collective Phenomena in Nanostructured Magnetic Materials
Emerging Collective Phenomena in Nanostructured Magnetic Materials
Brevet : Dispositif de bit quantique supraconducteur a jonctions Josephson
Brevet : Transistor a effet de champ à nanotubes de carbone
Des nanoaimants multi-fonctions individuels
Brevet : Dispositif semiconducteur a nanotube ou nanofil, configurable optiquement
Brevet : Dispositif de détection/mémorisation de rayonnements électromagnétiques, procédé de fabrication, utilisation de ce dispositif et imageur l\'incorporant
Un nouveau pas vers l\'ordinateur quantique : la lecture \'haute-fidélité\' d\'un bit quantique supraconducteur
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Des lignes de dislocation au coeur du supersolide
Le rôle des interfaces dans des  jonctions moléculaires mis en évidence par l\'étude statistique de leur conductance
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Systèmes complexes et fracture - Nano-Objets et Systèmes Complexes
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Let\'s Jam ! La criticalité de la transition de blocage des milieux désordonnés dévoilée
Les composés multiferroïques, pour des mémoires numériques plus petites et plus économes
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Susceptibilité locale et anisotropie dans les pyrochlores de terre rare, vue par neutrons polarisés
Susceptibilité linéaire et longueur dynamique dans les verres structuraux
Irreversible deformation in glasses
Une bulle de tensioactif pour aligner des nanotubes de carbone
Brevet : Procédé et kit de séparation de nanotubes de carbone métalliques et semi-conducteurs. Method and kit for separating metal and semiconductor carbon nanotubes
Brevet : Dispositif pour la caractérisation de composants électriques ou électroniques.   Device for characterising electric or electronic components
Brevet : Procédé de fabrication d\'une couche d\'un matériau antiferromagnétique à structures magnétiques contrôlées. Process for fabricating a film of an antiferromagnetic material with controlled magnetic structures
Un oxyde aux propriétés vraiment multiples !
Un oxyde aux propriétés vraiment multiples !
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide
Transition Vitreuse dans un Ferrofluide
Mise en mouvement collectif spontané
Mise en mouvement collectif spontané
Mise en mouvement collectif spontané
Mise en mouvement collectif spontané
La transition vitreuse : mise en évidence de son caractère critique à l’aide de mesures de réponse non-linéaire
La RMN à l \'IRAMIS
La RMN à l \'IRAMIS
La RMN à l \'IRAMIS
Le coup du sombrero
Le coup du sombrero
Le coup du sombrero
La face cachée de la galette de SiC
Supraconductivité : Première mise en évidence expérimentale des états d\'Andreev
Supraconductivité : Première mise en évidence expérimentale des états d\'Andreev
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Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Magnétocardiographie par capteurs à GMR (magnétorésistance géante)
Magnétocardiographie par capteurs à GMR (magnétorésistance géante)
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Elaboration et étude physico-chimique de matériaux aux propriétés remarquables
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Illumination from Noisy Conductors
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Jusqu’\'où l’\'eau pénètre-t-elle dans la silice sous contrainte ?
Jusqu’\'où l’\'eau pénètre-t-elle dans la silice sous contrainte ?
Jusqu’\'où l’\'eau pénètre-t-elle dans la silice sous contrainte ?
Brevet : Dispositif de stockage à tourbillon magnétique
Croissance des corrélations dynamiques durant le viellissement d\'un verre
Croissance des corrélations dynamiques durant le viellissement d\'un verre
Une voie d\'accès bon marché aux nanotubes semi-conducteurs \
Une voie d\'accès bon marché aux nanotubes semi-conducteurs \
Reduced cost access to « pure » semiconducting carbon nanotubes ?
Reduced cost access to « pure » semiconducting carbon nanotubes ?
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Violation du théorème fluctuation-dissipation dans un verre de superspins
Physique de systèmes (modèles) biologiques
Diffraction de rayons X
Diffraction de rayons X
Diffraction de rayons X
Fracture dynamique des matériaux fragiles : comment les fissures se propagent aussi rapidement
Fracture dynamique des matériaux fragiles : comment les fissures se propagent aussi rapidement
Anisotropy in the scaling properties of fracture surfaces: Experimental evidences of Family-Viseck scaling
Anisotropy in the scaling properties of fracture surfaces: Experimental evidences of Family-Viseck scaling
Anisotropy in the scaling properties of fracture surfaces: Experimental evidences of Family-Viseck scaling
Complex Liquid Thermoelectrics Research
Une transition de phase dans un écoulement turbulent ?
Fluctuations supraconductrices et pseudogap dans les cuprates à haute température critique.
Fluctuations supraconductrices et pseudogap dans les cuprates à haute température critique.
Interférométrie électronique induite thermiquement:  En quoi l’ouverture d’un contact quantique ponctuel est une forme de résonance
Interférométrie électronique induite thermiquement:  En quoi l’ouverture d’un contact quantique ponctuel est une forme de résonance
Interférométrie électronique induite thermiquement:  En quoi l’ouverture d’un contact quantique ponctuel est une forme de résonance
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Comprendre l\'émergence de mouvements collectifs dans la matière active et biologique
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Systèmes hybrides quantiques
Systèmes hybrides quantiques
Une dynamo localisée au laboratoire
Une dynamo localisée au laboratoire
Une dynamo localisée au laboratoire
Une dynamo localisée au laboratoire
Contrôle de la cohérence quantique dans les fils balistiques
Contrôle de la cohérence quantique dans les fils balistiques
Contrôle de la cohérence quantique dans les fils balistiques
Contrôle de la cohérence quantique dans les fils balistiques
Contrôle de la cohérence quantique dans les fils balistiques
Laboratoire d\'Etude des NanoStructures et Imagerie de Surface (LENSIS)
Mise en évidence de la présence d’un couplage antiferromagnétique inhomogène à l’interface de deux matériaux oxyde ferromagnétiques
Mise en évidence de la présence d’un couplage antiferromagnétique inhomogène à l’interface de deux matériaux oxyde ferromagnétiques
Mise en évidence de la présence d’un couplage antiferromagnétique inhomogène à l’interface de deux matériaux oxyde ferromagnétiques
Mise en évidence de la présence d’un couplage antiferromagnétique inhomogène à l’interface de deux matériaux oxyde ferromagnétiques
Brevet : Procédé de fabrication d\'un capteur piézorésistif
Projets
Projets
Projets
Brevet : Capteur intègre de mesure de tension ou de courant à base de magnétorésistances
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Mesurer le couplage dipolaire dynamique entre nano-disques magnétiques
Mesurer le couplage dipolaire dynamique entre nano-disques magnétiques
Mesurer le couplage dipolaire dynamique entre nano-disques magnétiques
Mesurer le couplage dipolaire dynamique entre nano-disques magnétiques
Ecoulement de \
Ecoulement de \
Un liquide de spin qui ne gèle pas à 0,07K : Tb2Ti2O7
Un liquide de spin qui ne gèle pas à 0,07K : Tb2Ti2O7
Plateforme spectro-microscopies UHV / Ultra-High Vacuum spectro-microscopy caracterization
Ettore Majorana, de la légende à la science
Les liquides ioniques thermoélectriques: une alternative pour récupérer \
Les liquides ioniques thermoélectriques: une alternative pour récupérer \
Les liquides ioniques thermoélectriques: une alternative pour récupérer \
Les intermittences de la fracture
Les intermittences de la fracture
Les intermittences de la fracture
Brevet : Procédé de fonctionnalisation de nano-objets en carbone, composition comprenant des nano-objets en carbone fonctionnalisés en suspension dans un solvant organique et ses utilisations
Epitaxial model oxide thin films dedicated to spintronics studied by synchrotron radiation techniques
Epitaxial model oxide thin films dedicated to spintronics studied by synchrotron radiation techniques
Les lévitons : des électrons sans bruit pour l’optique quantique électronique
Les lévitons : des électrons sans bruit pour l’optique quantique électronique
Transport Properties of the Co-doped BaFe2As2 Iron Pnictides
Transport Properties of the Co-doped BaFe2As2 Iron Pnictides
Emission de photons intriqués par effet tunnel inélastique
Emission de photons intriqués par effet tunnel inélastique
Manipuler un atome et une molécule pour réaliser un couteau suisse moléculaire
Brevet : Laser plasmonique et son procédé de fabrication
Brevet : Nouveaux dérivés de la triphénylamine utiles comme fluorophores en biologie, notamment pour la microscopie biphotonique.
Laboratoire d\'Electronique et Photonique Organique (LEPO)
Laboratoire d\'Electronique et Photonique Organique (LEPO)
Laboratoire d\'Electronique et Photonique Organique (LEPO)
Brevet : Sonde active pour la microscopie optique en champ proche
COME-ON
COME-ON
NANOCRISNET
NANOCRISNET
HAPPLE
HAPPLE
SAMPLE
SAMPLE
SAMIRÉ
SAMIRÉ
AXE NANOPHOTONIQUE
AXE NANOPHOTONIQUE
NANORAIL
NANORAIL
NANOLIGHT
NANOLIGHT
GMR-Superconducting mixed sensors
GMR-Superconducting mixed sensors
Ouverture par atomes d’hydrogène de nanotunnels sous la surface d’un semiconducteur, le carbure de silicium
Ouverture par atomes d’hydrogène de nanotunnels sous la surface d’un semiconducteur, le carbure de silicium
Ouverture par atomes d’hydrogène de nanotunnels sous la surface d’un semiconducteur, le carbure de silicium
Laboratoire de \
Laboratoire de \
Diminution de la conductivité thermique par effet hochet  dans les cobaltates  thermoélectriques
Diminution de la conductivité thermique par effet hochet  dans les cobaltates  thermoélectriques
Frequency control of vortex core polarity in a magnetic nanodisk
Thermoelectric properties of macro-ions in organic electrolytes
Interdisciplinary Multiscale Platform (IMP)
Des chercheurs réalisent une LED composée d’une seule molécule
Des chercheurs réalisent une LED composée d’une seule molécule
Comment un banc de poissons passe-t-il d\'un comportement collectif à l\'autre ?
Comment un banc de poissons passe-t-il d\'un comportement collectif à l\'autre ?
Comment un banc de poissons passe-t-il d\'un comportement collectif à l\'autre ?
Comment un banc de poissons passe-t-il d\'un comportement collectif à l\'autre ?
Un dispositif quantique : lame séparatrice pour les électrons à base de jonction p-n en graphène
Un dispositif quantique : lame séparatrice pour les électrons à base de jonction p-n en graphène
Un dispositif quantique : lame séparatrice pour les électrons à base de jonction p-n en graphène
Un dispositif quantique : lame séparatrice pour les électrons à base de jonction p-n en graphène
Nanophotonique / Plasmonique
Modèle générique et code optimisé pour décrire la dynamique moléculaire et de spin
Modèle générique et code optimisé pour décrire la dynamique moléculaire et de spin
Vers une électronique moléculaire \
Vers une électronique moléculaire \
Projets de recherche collaborative
Projets de recherche collaborative
Projets de recherche collaborative
Projets de recherche collaborative
Comportement universel de la dynamique de rupture interfaciale
Comportement universel de la dynamique de rupture interfaciale
Comportement universel de la dynamique de rupture interfaciale
Comportement universel de la dynamique de rupture interfaciale
Breaking news ! Dans les matériaux désordonnés, la vitesse de fissuration modifie le mode de rupture
Breaking news ! Dans les matériaux désordonnés, la vitesse de fissuration modifie le mode de rupture
Breaking news ! Dans les matériaux désordonnés, la vitesse de fissuration modifie le mode de rupture
Fonctionnalisation non-covalente du graphène et auto-assemblages supramoléculaires confinés sur surfaces
Fonctionnalisation non-covalente du graphène et auto-assemblages supramoléculaires confinés sur surfaces
Emission de rayonnement non classique par une jonction Josephson
Emission de rayonnement non classique par une jonction Josephson
Conversion de l\'énergie
Conversion de l\'énergie
Magnétisme d\'amas de rhodium et palladium
Spin and orbital magnetism in low dimensional transition metal systems / Influence of orbital polarization
Spin and orbital magnetism in low dimensional transition metal systems / Influence of orbital polarization
Spin and orbital magnetism in low dimensional transition metal systems / Influence of orbital polarization
Transport properties of ferromagnetic atomic contacts
Transport properties of ferromagnetic atomic contacts
Conducteur quantique en couplage fort avec son environnement : bruit en courant et relations fluctuations dissipation
Information quantique : comment tomographier un électron ?
Information quantique : comment tomographier un électron ?
Brevet : Procédé et kit de séparation de nanotubes de carbone métalliques et semi-conducteurs. Method and kit for separating metal and semiconductor carbon nanotubes
Mécanique non linéaire des empilements fragiles de grains
Mécanique non linéaire des empilements fragiles de grains
Mécanique non linéaire des empilements fragiles de grains
Mécanique non linéaire des empilements fragiles de grains
Contrôle électronique de la relaxation dans un isolant magnétique
Contrôle électronique de la relaxation dans un isolant magnétique
Le vide peut-il freiner deux atomes en rotation ? – Généralité du caractère inélastique des collisions atomiques (induit par les fluctuations quantiques)
Commutation électronique de la polarisation dans des oxydes ferroélectriques
Commutation électronique de la polarisation dans des oxydes ferroélectriques
Commutation électronique de la polarisation dans des oxydes ferroélectriques
Commutation électronique de la polarisation dans des oxydes ferroélectriques
Commutation électronique de la polarisation dans des oxydes ferroélectriques
SMAL\'LED (2015-2018)
SMAL\'LED (2015-2018)
RMN - IRM bas champ
RMN - IRM bas champ
RMN - IRM bas champ
RMN - IRM bas champ
Mesure magnétique locale de signaux biologiques
Un état très turbulent et chaotique !
Un état très turbulent et chaotique !
Un état très turbulent et chaotique !
Pilotage d\'ondes de spin dans le YIG par un courant électrique
Pilotage d\'ondes de spin dans le YIG par un courant électrique
Pilotage d\'ondes de spin dans le YIG par un courant électrique
Pilotage d\'ondes de spin dans le YIG par un courant électrique
Des fils moléculaires non-magnétiques comme filtres à spins
Des fils moléculaires non-magnétiques comme filtres à spins
Des fils moléculaires non-magnétiques comme filtres à spins
Manipulation cohérente d’états d’Andreev dans un contact atomique supraconducteur
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La crise d’ébullition comme un phénomène critique
Un fil électrique moléculaire élastique
Projet DIM OXYMORE : CALPHOSPIN
Croissance par ablation laser pulsée femto-seconde d’hétérostructures à base d’oxydes pour la SPINtronique (CALPHOSPIN)
Croissance par ablation laser pulsée femto-seconde d’hétérostructures à base d’oxydes pour la SPINtronique (CALPHOSPIN)
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Dispositif d’effet Kerr sous ultravide (SMOKE : Surface Magneto-Optic Kerr Effect)
Dispositif d’effet Kerr sous ultravide (SMOKE : Surface Magneto-Optic Kerr Effect)
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Banc multiferroïque
Nanomagnétisme, spintronique, matériaux multiferroïques et nouveaux capteurs magnétiques
Un champ électrique interne pour booster la production d’hydrogène lors de la photoélectrolyse de l’eau
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Manger et ne pas être mangé : les deux impératifs à l\'origine du comportement critique des troupeaux de moutons
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Banc de mesure de la photo-électrolyse de l’eau / spectroscopie d’impédance
Magnetrodes
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Sensibilité record pour la détection de spin en Résonance de Spin Electronique (ESR)
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Contrôler la relaxation de spin avec une cavité
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A frequency controlled memory based on magnetic vortices
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Manipuler la chaleur à l’échelle micrométrique
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UMR 3680 - Service de Physique de l\'Etat Condensé (SPEC)
Thermoelectricity in complex fluids
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Première mise en évidence de la transition vers l\'ordre amorphe dans les verres
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Films organiques auto-assemblés bidimensionnels de structures ajustables
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Un progrès dans la compréhension des circuits quantiques
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Découverte expérimentale  d’événements extrêmes dissipatifs de l\'énergie, à petite échelle dans un écoulement turbulent
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La jonction pn étudiée  in operando par la microscopie d’émission des photoélectrons
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Un réseau bidimensionnel d’aimants moléculaires contrôlés par la lumière
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Strong spin-orbit coupling materials
High-Temperature Superconductors
Multiferroic Oxides
Les capteurs GMR, une excellente alternative pour la détection en spectroscopie RMN locale
Bistabilité magnétique de molécules individuelles sur surface ferrimagnétique
Absorption résonante plasmon à l\'origine de la luminescence de nanoparticules d’or
Absorption résonante plasmon à l\'origine de la luminescence de nanoparticules d’or
Absorption résonante plasmon à l\'origine de la luminescence de nanoparticules d’or
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Brevet : Procédé et dispositif de spectroscopie de résonance de spin électronique de trés haute sensibilité
Brevet: Elément de magnétorésistance à vanne de spin à réponse améliorée aux champs magnétiques
Brevet : Elément magnétorésistif ayant une meilleure réponse aux champs magnétiques
Brevet : Miniature differential pressure flow sensor.
Lancement du projet européen FET Proactive \
Une électrode en graphène pour améliorer la conduction d’un fil moléculaire
Spectrométrie de photoélectrons X  (XPS)
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Bruit photo-assisté dans le graphène dans le domaine terahertz : la physique mésoscopique monte en fréquence
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Brevet : Procédé et système de spectroscopie par résonance magnétique nucléaire locale
Comprendre la génération d\'un champ magnétique au cœur des étoiles et des planètes
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Brevet : Capteurs de champ magnétique et procédés utilisant un mélange dans un élément à magnétorésistance
MAGENTA H2020 project
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Un papillon encore plus turbulent
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Technique d\'imagerie SHG-laser femtoseconde pour observer un ordre magnétique très discret
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Réalisation et étude d\'un couplage optique fort entre une couche mince de molécules auto-assemblées et les plasmons de surface
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Cartographier dans l’espace réel l’ordre antiferromagnétique aux échelles nanométriques
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Brevet : Système de spectroscopie RMN / NMR spectroscopy system
Optimized transition metal-oxide photo-anodes for renewable energy harvesting
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Des monocristaux supraconducteurs à température critique record (133K) sous pression atmosphérique
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In vivo local recording of the magnetic signature of neurons
La statistique des séismes retrouvée dans une expérience modèle : la propagation d’une fissure unique dans une roche artificielle
Optimisation d\'un laboratoire sur puce à base de capteurs GMR pour du diagnostic précoce et rapide
Manipuler la lumière à l’échelle nano
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Strong coupling between self-assembled molecules and surface plasmons
Nouveau type de matière active expliquant la formation d\'agrégats bactériens
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Conversion efficace d\'énergie thermoélectrique dans les ferrofluides
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Synthesis and physico-chemical characterization of solid state materials @SPEC/LNO
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La convection thermique stellaire reproduite en laboratoire
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Physique de la matière condensée, étude par l’interaction rayonnement matière
Aqueous chemical growth of nanostructured oxide films
Effet de la proximité de la surface, de la mémoire des macles ferroélectriques et du tweed dans la phase paraélectrique du BaTiO3
Oxide nanorods for solar water splitting obtained by aqueous chemical growth
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Cluster Phases and Bubbly Phase Separation in Active Fluids
Modélisation quantitative de la dynamique d’un cristal liquide de bactéries
Des photons micro-ondes révèlent la charge fractionnaire e/3 ou e/5 des anyons
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Mise en évidence de la \
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Dissipation Planckienne dans les supraconducteurs à haute température critique
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Excitons 2-D dans le nitrure de bore hexagonal
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Laboratoire d\'Électronique et Traitement du Signal  (LETS)
Contrôle de la réponse électronique de molécules par leur positionnement à l’échelle sub-atomique sur le graphite
Produire des photons dégroupés avec un circuit quantique supraconducteur
Des ordres quantiques détricotés mettent la supraconductivité à haute température critique dans tous ses états
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Brevet : Système et procédé de suppression du bruit basse fréquence de capteurs magnéto-résistif
Électronique quantique et nanoélectronique
Biopuce à base de capteurs GMR pour le diagnostic biologique précoce à haute sensibilité
Brevet : Procédé et appareil d\'hyperpolarisation de spins, notamment electroniques
Un papillon encore plus turbulent
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Breaking news : les solides fragiles le sont moins que prévu !
Structures magnétiques chirales aux parois de domaines antiferromagnétiques
Excitation résonante de la nutation d’un nano-aimant
Filtres à spin moléculaires à base d’interférences quantiques
L\'Atelier de Nanofabrication du SPEC (AdN)
Équipements de l\'AdN
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Hyperpolarisation de spins électroniques par refroidissement radiatif
Nano-impression électrique et manipulation d’hétérostructures oxydes ferroélectriques par microscopie à force piézoélectrique
Suspension de nanoparticules magnétiques dans un liquide ionique pour la thermoélectricité : une question d\'interface Magnetic nanoparticles suspension in ionic liquid for thermoelectricity: It’s all about interface
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Plasmonique et photopolymérisation activée : des outils pour modifier finement des nanoparticules métalliques
Brevet : Dispositif et procédé de détection magnétique d\'objets biologiques microscopiques
Brevet : Ensemble de magnétorésistance comprenant un élément TMR disposé sur ou sous un élément GMR
Brevet : Capteur de courant à multiples plages de sensibilité
Brevet : Système de transfert de données isolé
Photopolymérisation plasmonique : une voie de synthèse simple d’objets nanométriques hybrides fonctionnels
Photopolymérisation plasmonique : une voie de synthèse simple d’objets nanométriques hybrides fonctionnels
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