À : amphithéâtre Blandin au LPS. , à 14:00

À : Amphithéâtre Claude Bloch CEA Saclay, Orme des Merisiers, 91191 Cedex, Gif-sur-Yvette , à 14:00

Ce projet de thèse consiste à développer la technologie de capteurs GMR pour la détection de bactéries. Un tel dispositif pourrait être utile dans le domaine médical pour faciliter les tests microbiologiques, dans le domaine de l’environnement dans un contexte de contamination (eau ou nourriture par exemple) ou encore dans le domaine de la défense pour les attaques bioterroristes.

À : amphithéatre 7, Télécom SudParis, Institut Polytechnique de Paris 19 place Marguerite Perey 91120 Palaiseau , à 14:00

Les technologies de l’information et de la communication ont révolutionné notre monde et ont remodelé nos industries. Les futurs défis de ce secteur comprennent le traitement massif de données, le calcul haute performance et la sécurité du monde numérique. Tous ces défis dépendent de façon critique des références de fréquence et de temps. Des horloges précises sont ainsi nécessaires pour l’authentification des transactions financières, pour la gestion des réseaux de communication, ainsi que pour le rétablissement rapide des signaux GPS en situation dense et la synchronisation des systèmes RADAR. D’autre part, dans les systèmes de communication optique actuels, la transmission des signaux optiques utilise les longueurs d’onde de la lumière, la phase et l’amplitude ce qui permet d’atteindre un débit de transmission de plusieurs centaines de Gbit/s à environ 1Tbit/s sur une seule porteuse de longueur d’onde. C’est dans le contexte des technologies de l’information et de la communication que la thèse s’est focalisée sur les développements technologiques pour améliorer la gestion thermique des lasers à émission verticale en cavité externe (VeCSEL), épitaxiés sur substrat GaAs. La thèse s’est effectuée au sein de la salle blanche du C2N sur des VECSELs épitaxiés par EPVOM. Les mesures optiques ont été réalisées chez Thales Research and Technology (TRT) pour les structures émettant à 980nm, et au Laboratoire Charles Fabry (LCF) pour celles émettant autour de 852nm. Les développements technologiques réalisés à la fois en gravure profonde des structures semiconductrices et en remplissage par du Cu électrolytique en face arrière (en étroite collaboration avec un ingénieur du laboratoire Albert Fert), nous ont permis de proposer une nouvelle architecture de refroidissement des structures VECSEL permettant une augmentation notable de la puissance de sortie.

À : AUDITORIUM Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay, 1 Avenue Augustin Fresnel, 91120, Palaiseau , à 10:00

Les oxydes de métaux de transition (TMO) constituent une classe de matériaux d’importance technologique car ils présentent une gamme étonnante de phénomènes électroniques et magnétiques : transition métal-isolant, supraconductivité, multiferroïcité, activité catalytique, thermoélectricité, etc. En dehors de leurs propriétés intrinsèques et de leur excellente flexibilité, la présence de défauts fonctionnels (cationiques ou anioniques) pourrait devenir encore plus intéressante pour améliorer leurs fonctionnalités ou en générer de nouvelles. A cet égard, les vacances d’oxygène sont particulièrement intéressantes car elles peuvent induire de profonds changements dans la structure, les propriétés électroniques et magnétiques des matériaux. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons un projet qui consistera à contrôler et à manipuler le mouvement des lacunes d’oxygène à une échelle submicrométrique en utilisant le champ électrique produit par une pointe de microscopie à force atomique (AFM). Cette capacité sera utilisée pour explorer la possibilité de régler finement certaines propriétés fonctionnelles des hétérostructures d’oxyde de perovskite telles que la supraconductivité, l’interconversion de charge de spin ou la ferroélectricité.

À : Amphi C2N, C2N 10 boulevard Thomas Gobert 91120 Palaiseau , à 14:00

L’objectif de ce projet de recherche est de réaliser la microscopie à effet tunnel (STM) sur des hétérostructures hybrides supraconducteur-semi-conducteur caractérisées par un fort couplage spin-orbite. En effet, il a été montré théoriquement qu’un supraconducteur conventionnel tel que l’aluminium, avec un paramètre d’ordre de symétrie d’onde s et d’appariement singulet, pouvait induire des paramètres d’ordre "non conventionnels" par effet de proximité dans les semiconducteurs à fort couplage spin-orbite. La première composante possible a une symétrie d’onde p et un appariement de triplets de spin opposé (mz = 0) [9]. Cette composant a attiré une attention considérable car un supraconducteur avec un tel appariement a des propriétés topologiques non triviales avec des états de bord appelés états de Majorana. Ces états de Majorana pourraient être utilisés pour coder des bits quantiques (qubits). Une deuxième composante possible a une symétrie d’onde s et un appariement de triplets à spin égal (mz = ± 1) [7, 1]. En raison de ce composant, le superfluide est polarisé en spin et pourrait servir de base au développement de la spintronique supraconductrice [3]. Jusqu’à présent, dans ces deux domaines, la plupart des résultats ont été obtenus à partir de mesures de transport. Pour identifier sans ambiguïté l’existence de ces composants d’appariement non conventionnels, des mesures de spectroscopie de haute qualité par STM sont nécessaires. À cette fin, la difficulté majeure est d’identifier les matériaux/hétérostructures où un STM de haute qualité avec une résolution atomique est possible dans l’ultra-vide (UHV). Nous travaillons sur deux systèmes possibles où de telles expériences STM pourraient être possibles. Tout d’abord, les hétérostructures III-V développées par épitaxie par jet moléculaire (MBE) où le clivage selon le plan (110) est possible en UHV et des images à résolution atomique de ces surfaces ont été réalisées à de nombreuses reprises dans notre groupe [2, 11, 13, 4 ]. Notre collaborateur A. Lemaître nous fournit de l’InAs à puits quantique séparé du substrat InAs dopé S et de la couche métallique d’aluminium par des barrières isolantes In0.81Ga0.19As. Ces structures ont été inspirées des mesures de transport précédentes études dans les groupes C. Marcus and [5, 6] et J. Shabani [10, 12]. Sur ces hétérostructures, nous avons effectué des mesures STM sous UHV à 77 K, comme le montre la Fig. 1. A partir des images topographiques, nous avons pu caractériser l’hybride tampon InAs dopé Si/In0.81Ga0.19As/InAs/In0.81Ga0. 19As/Al structure et identifier les couches développées par MBE. De plus, à partir d’une analyse du différentiel spectres de conductance, nous avons extrait le décalage de bande le long de la structure et identifié une résonance électronique dans le puits quantique. Deuxièmement, nous explorons la possibilité de fabriquer des structures hybrides supraconducteur-semi-conducteur à partir de l’empilement de quelques monocouches de MoTe2, un semi-conducteur dichalcogénure de métal de transition (TMDC) à fort couplage spin-orbite, sur un supraconducteur en couches NbSe2. En effet, un travail récent a montré que des expériences STM de haute qualité, à résolution atomique, pouvaient être réalisées sur une monocouche du semi-métal WTe2 déposée sur NbSe2 [8]. Motivés par ce travail, nous avons développé l’exfoliation de MoTe2 en boîte à gants et obtenu des échantillons jusqu’à trois atomes monocouches de MoTe2, comme le montre la Fig. 2. Sur la base de ces travaux préliminaires, le projet de thèse consiste, d’une part, à fabriquer des hétérostructures de MoTe2/NbSe2 et d’autre part, à l’étude de ces structures, empilements TMDCs et hétérostructures III-V, par STM à basse température (T< 1 K ), sous champ magnétique et en UHV, pour étudier le gap supraconducteur induit par effet de proximité dans le semi-conducteur, et ce, avec des résolution. L’objectif est d’identifier la signature possible de la supraconductivité triplet dans ces hétérostructures hybrides. Un projet complémentaire consiste en l’étude des états liés de Shiba formés à partir de dopants Brome dans MoTe2, qui ont été identifiés récemment dans le groupe.