Structure et dynamique des états électroniques dans les matériaux quantiques stratifiés

Manuscrit de la thèse

Résumé :

Les semi-conducteur et métaux lamellaires possèdent des structures de bandes et des propriétés physiques uniques,qui les distinguent des matériaux tridimensionnels, suscitant un large intérêt de recherche au cours des dernières décennies. Ces caractéristiques distinctives proviennent des fortes liaisons atomiques intracouches et des interactions inter-couches relativement faibles. Par conséquent, modifier les types d’atomes, les structures intralayers, les interactions inter-couches, voire empiler différents types de matériaux peut fondamentalement changer les propriétés physiques macroscopiques du système.Cette thèse se concentre sur les propriétés de structure électronique de deux classes représentatives de matériaux en couches : les dichalcogénures de métaux de transition(TMDs) et les pérovskites bidimensionnelles. En utilisant la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) et son extension temporelle(tr-ARPES), en combinaison avec la diffraction électronique, la spectroscopie Raman et les mesures de réflectivité transitoire, nous étudions systématiquement les effets électroniques à plusieurs corps, les transitions chirales de super-réseaux et les phénomènes de couplage électron-phonon dans ces matériaux

Mots-clés : Arpes, Ultrarapide, Pérovskite 2D, 1T-TaS₂.

Manuscript of the thesis

Abstract:

Layered materials possess unique band structures and physical properties that distinguish them from three-dimensional materials, attracting widespread research interest over the past decades. These distinctive features arise from the strong intralayer atomic bonding and relatively weak interlayer interactions. Therefore, tuning the atom types, intralayer structures, the interlayer interactions, or even stacking different types of materials can fundamentally change the macroscopic physical properties of the system. This thesis focuses on the electronic structure properties of two representative classes of layered materials: transition metal dichalcogenides (TMDs) and two-dimensional perovskites. Using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and its time-resolved extension (tr-ARPES), in combination with electron diffraction, Raman spectroscopy, and transient reflectivity measurements, we systematically investigate complex electronic many body effects, chiral superlattice switching, and electron phonon coupling phenomena in these materials.

Keywords: Arpes, Ultrafast, 2D Perovskite, 1T-TaS₂.