Domaine, spécialité : Physique de la matière condensée
Mots-Clés : électronique de spin, supercourants, isolants topologiques.
Unité d’accueil : SPEC / LNO
Résumé
Dans ce stage sera développé un système de détection des supercourants dans des isolants topologiques à l’aide de dispositifs à Magnéto-Résistance Géante (GMR), dont la sensibilité à basse température permettra d’accéder à ces fluctuations au niveau locale.
Sujet détaillé
L’objectif de ce stage est de développer un système de détection des supercourants dans des isolants topologiques à l’aide de dispositifs à Magnéto-Résistance Géante (GMR), dont la sensibilité à basse température permettra d’accéder à ces fluctuations au niveau locale.
Ce sujet est financé par le projet ANR TirDhel, en collaboration avec le Laboratoire de Physique des Solides et le C2N.
Nous avons déjà développé une technique très sensible pour détecter le courant orbital dans le graphène, basée sur des GMR (capteurs à magnétorésistance géante) [Fermon2017]. Nous atteignons déjà une sensibilité de 1 nT/Hz en raison d’un bruit de résistance intrinsèque de 3 μΩ/Hz de la GMR [Vallejo, Science 2021].
L’idée générale est de combiner un amplificateur cryogénique conçu par le C2N et adapté aux capteurs GMR afin de détecter les fluctuations du supercourant dans un matériau topologique. Nous prévoyons de commencer les mesures à basse fréquence (kHz) où la sensibilité de la GMR et des amplificateurs devrait nous permettre de mesurer le spectre de bruit. Les capteurs ainsi développés au SPEC seront utilisés par le LPS pour mesurer différents matériaux topologiques (nanofils de Bi, WTe2 et éventuellement Bi4Br4) sur lesquels ont été mis en évidence des états de bord.
Le stage consistera à dessiner et réaliser les capteurs GMRS adaptés à la problématique de mesures en environnement cryogénique des systèmes topologiques. Ces capteurs seront testés au laboratoire à température ambiante dans un premier temps pour au LPS pour les basses températures, puis intégrés au dispositif complet de mesure des états de bords.
Références :
- Fermon, C., & Van de Voorde, M. (Eds.). (2016). Nanomagnetism: applications and perspectives. John Wiley & Sons.
- J. Vallejo Bustamante et al. Detection of graphene’s divergent orbital diamagnetism at the Dirac point, Science 374,1399-1402(2021).DOI:10.1126/science.abf9396
Lieu du stage
CEA-Saclay, 91 Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 5 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+4/5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Non
- Date limite de candidature : 1 février 2025
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques : Microfabrication, magnétotransport, mesures de bruit, instrumentation
Langages informatiques et logiciels : Qtiplot, Python
Responsable du stage
Myriam Pannetier Lecoeur
Tél. : 0169087410
Email :