Magnons topologiques dans les matériaux quantiques

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Magnons topologiques dans les matériaux quantiques

Contrat

Thèse

Description de l'offre

La topologie est devenue un paradigme essentiel en matière condensée, permettant de classer les phases de la matière selon des propriétés invariantes sous des déformations continues. Les premières recherches dans ce domaine se sont essentiellement concentrées sur les structures de bandes électroniques, conduisant par exemple à la découverte des "isolants topologiques". Cependant, ces concepts topologiques ne sont pas restreints seulement aux électrons (fermions) et ainsi, l'application de tels concepts aux bosons, en particulier les magnons, suscite un intérêt croissant. Les magnons, qui sont des excitations collectives dans les matériaux magnétiques, illustrent comment la topologie influence la dynamique magnétique et affecte le transport de chaleur et de spin. Des analogues d'isolants topologiques et de semi-métaux apparaissent dans leurs structures de bandes de magnons. Les magnons offrent ainsi une plateforme pour étudier l'interaction entre symétries magnétiques et topologie, examiner l'effet des interactions sur les bandes topologiques, et générer des courants de spin protégés aux interfaces. La recherche de matériaux contenant des magnons topologiques est donc cruciale, surtout pour les applications en magnonique, qui exploitent les ondes de spin pour le stockage et le traitement rapide des données.

Ce projet de thèse se consacre à explorer ces aspects topologiques dans des matériaux quantiques candidats à l'aide de techniques de diffusion de neutrons et de rayons X dans les grandes infrastructures de recherche (ILL, ESRF, SOLEIL), pour analyser la structure de bande des magnons à la recherche de caractéristiques topologiques, comme les points de Dirac ou de Weyl. Les résultats expérimentaux seront soutenus par des calculs théoriques des bandes magnoniques intégrant des concepts topologiques.

Université / école doctorale

Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris Sud

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

M2 Physique de la matière condensée (e.g. ICFP)

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2025

Personne à contacter par le candidat

FAURE Quentin quentin.faure@cea.fr
CEA
DRF/IRAMIS/LLB/NFMQ
Laboratoire Léon Brillouin
LLB - UMR 12 CEA-CNRS

Bât 563 Site de Saclay
Centre CEA Paris-Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
+33 1 69 08 54 17

Tuteur / Responsable de thèse

PETIT SYLVAIN sylvain.petit@cea.fr
CEA
DRF/IRAMIS/LLB/NFMQ
CEA-Saclay
91191 Gif sur Yvette
01 69 08 60 39

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