Films minces épitaxiés d’oxynitrures multiferroïques multifonctionnels

Domaine, spécialité : Physique de la matière condensée
Mots-Clés :
Oxynitrures, épitaxie par jets moléculaires, ferroélectricité, ferrimagnétisme, synchrotron, lithographie

Unité d’accueil : SPEC / LNO

Sujet détaillé

La transition énergétique et les technologies de communication modernes requièrent le développement de nouveaux matériaux dédiés, en particulier, à la production d’énergie propre et/ou permettant des économies d’énergie et de matériaux dans les systèmes électroniques. Dans ce cadre, les oxynitrures constituent une classe de matériaux pertinents. Parmi ceux-ci, les composés hybrides ferroélectriques et ferromagnétiques sont particulièrement bien adaptés pour réaliser des capteurs multifonctionnels. On s’attend à de nouvelles propriétés de transport induites par le dopage par l’azote. La réalisation de films minces monocristallins hybrides d’oxynitrures est cependant délicate et a été peu étudiée à ce jour.

Nous allons explorer la possibilité de moduler les propriétés de couches minces magnétoélectriques laminaires de ferrites de cobalt dopés N (CoFe₂(OxN_1-x)₄, ferrimagnétique) déposées sur du titanate de Baryum dopé azote (N :BaTiO₃, ferroélectrique) dont nous maitrisons déjà la croissance par l’adjonction d’un plasma azote durant la croissance. On étudiera l’influence du dopage azote sur les propriétés électroniques, magnétiques et ferroélectriques en fonction de l’épaisseur des couches et des paramètres de croissance. Des données de dichroïsme magnétiques, pour certaines situations, existent déjà et seront exploitées en détail.

Autres chercheurs potentiellement impliqués :

• Jean-Baptiste Moussy, SPEC/LNO
• Pâmella Vasconcelos (DES/ISAS/DRMP/S2CM/LM2T)
• Sylvia Matzen (C2N)

Compétences requises

Méthodes, techniques :

Le (la) candidat(e) abordera les techniques d’ultra-vide associées à la croissance par épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma d’oxygène et azote. On utilisera la diffraction des électrons rapides (RHEED), la spectroscopie d’électrons Auger (AES), la photoémission des niveaux de coeur (XPS), la microscopie en champ proche (PFM), les mesures magnétiques (VSM), la lithographie et les mesures ferroélectriques et la diffraction des rayons X. La modélisation fine de la structure électronique sera abordée pour l’interprétation des données de spectroscopie.

Langue : Anglais

Liens utiles

• Site web du laboratoire : iramis.cea.fr/spec/lno
• Page personnelle du responsable de stage