Matériaux topologiques et altermagnétiques: quelle puissance peut-on tirer de l'effet hall anomal -

Description du sujet de thèse

Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse
Matériaux topologiques et altermagnétiques: quelle puissance peut-on tirer de l'effet Hall anomal ?

Contrat
Thèse

Description de l'offre
L'argument majeur pour favoriser le développement de l'électronique de spin ainsi que des matériaux topologiques est la faible puissance dissipée lorsque l'on utilise les degrés de liberté de spin et les configurations transverses de type configuration de Hall. En effet, dans le cas d'une phase topologique, on s'attend à ce que le champ magnétique effectif généré ne dissipe pas. Une telle assertion doit cependant faire l'objet d'une description théorique dans le cadre d'un dispositifs électronique réaliste en régime stationnaire. Le but de la thèse est de déterminer la puissance utile de ces dispositifs, dans une étude à la fois expérimentale et théorique.

Dans ce contexte, la définition de la puissance utile est un problème ouvert. En effet, la thermodynamique de ce type de systèmes hors équilibre met en jeu des effets croisés entre les degrés de liberté des porteurs de charges électriques, ceux du spin de ces porteurs, ainsi que ceux de l'aimantation. Les effets croisés hors équilibre sont décrits de façon très générale par les fameuses relations de réciprocité d'Onsager. Nous avons développé une méthode variationnelle permettant d'établir l'état stationnaire d'une barre de Hall et la puissance dissipée dans un circuit de charge, en fonction de la résistance de charge et de l'angle de Hall. Un résultat inattendu prédit l'existence d'un maximum ("maximum power transfer theorem"). Des mesures préliminaires sur la base de l'effet Hall anomal ont récemment validé la prédiction. Cette confirmation expérimentale nous permet d'établir un projet de thèse qui a pour ambition de reproduire les mesures sur un vaste ensemble de matériaux (métaux, semiconducteurs, oxides) et en particulier des matériaux topologiques magnétiques, dit altermagnétiques.

En outre, une étude en résonance ferromagnétique (dit de pompage de spin) mettra en jeu des effets du type thermoélectriques, dont les propriétés dissipatives, mesurées sur un circuit de charge adjacent, restent à déterminer.

Université / école doctorale
Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)
Ecole Polytechnique

Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay

Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 en physique ou équivalent

Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025

Personne à contacter par le candidat
DESBUIS Valentin valentin.desbuis@polytechnique.edu
Ecole Polytechnique
IRAMIS/LSI

Tuteur / Responsable de thèse
WEGROWE Jean-Eric jean-eric.wegrowe@polytechnique.fr
CEA
DRF/IRAMIS/LSI/LSI
Ecole Polytechnique
0169334555

En savoir plus
Lien vers le profil
Lien vers le projet de recherche #J-18808-Ljbffr