Offre de thèse
Synthèse, croissance cristalline et caractérisation approfondie de composés intermétalliques à réseau kagome
Date limite de candidature
06-04-2025
Date de début de contrat
01-10-2025
Directeur de thèse
LEMOINE Pierric
Encadrement
Réunions régulières (plusieurs fois par mois) pour suivre l'avancée des recherches et discuter des résultats et des objectifs à court terme. Compte rendu régulier de l'avancée des travaux (rapports et présentations). Suivi des différentes formations et de la rédaction.
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 1 - P2M : 103 - Composés intermétalliques et matériaux hybridescontexte
Les composés de stœchiométrie « 1-6-6 », matériaux largement étudiés au sein de l'équipe 103 de l'IJL depuis leur découverte au laboratoire par Gérard Venturini, subissent depuis cinq ans et la mise en évidence de propriétés topologiques, un regain d'intérêt de la part des physiciens de la matière condensée. Il a été montré théoriquement que les propriétés topologiques sont liées aux plans kagome formés par les atomes de Mn et qu'elles sont fortement dépendantes du métal 4f associé via (i) l'espacement entre ces plans, (ii) le facteur de de Gennes du lanthanide, (iii) l'orientation du moment magnétique, (iv) le comportement magnétique et (v) le couplage spin-orbite. Les données expérimentales étayant ces prédictions théoriques restent encore peu nombreuses et nécessitent l'obtention de monocristaux et la découverte de nouvelles phases présentant ce type de propriétés.spécialité
Chimielaboratoire
IJL - INSTITUT JEAN LAMOUR
Mots clés
Chimie et physique des matériaux, Diffraction, Cristallochimie, Caractérisations multi-échelles, Grands instruments, Propriétés électroniques
Détail de l'offre
Les composés intermétalliques à réseau kagome présentent des caractéristiques structurales favorables à l'obtention de propriétés physiques spécifiques telles que de la criticité quantique, des ondes de densités de charge, de la supraconductivité, de la magnétorésistance… Cependant l'étude et la compréhension de ces propriétés par les physiciens de la matière condensée nécessite, d'une part, la croissance de monocristaux et, d'autre part, la découverte et la caractérisation de nouveaux composés intermétalliques présentant ce type de réseau. Ces deux points restent des enjeux majeurs où les chimistes du solide peuvent apporter toutes leur expertise. C'est dans ce cadre que s'articulera ce sujet de thèse sur la synthèse, la croissance cristalline et la caractérisation multi-échelle de composés intermétalliques à réseau kagome. Une première partie du sujet sera consacrée à la synthèse et à l'étude approfondie de composés intermétalliques ternaires et quaternaires dont le réseau kagome est formé soit par les métaux 3d soit par les métaux 4f. Une seconde partie portera sur la croissance cristalline de certains de ces composés par l'utilisation de diverses techniques de croissance. Les synthèses, la mise en forme et les études structurales, chimiques et magnétiques seront réalisées à l'aide des appareils présents au laboratoire et complétées avec l'utilisation des grands instruments. Des collaborations nationales et/ou internationales seront envisagés pour la caractérisation de certaines propriétés spécifiques ou l'utilisation de conditions bien particulières. La thèse débutera en octobre 2025 pour une période de 3 ans. Le/la candidat(e) sera titulaire d'un master ou diplôme d'ingénieur en chimie et/ou physique des matériaux. Des compétences en analyse cristallographique et/ou magnétique seront un atout.
Keywords
Physics and Chemistry of materials, Diffraction, Crystal chemistry, Multi-scale characterizations, Large-scale facilities, Electronic properties
Subject details
Intermetallic compounds with kagome lattice exhibit structural features favorable to outstanding physical properties such as quantum criticality, charge density waves, superconductivity, magnetoresistance … However, the study and the understanding of these properties by condensed matter physicists requires large single crystals, on the one hand, and development of new materials with kagome lattice, on the other hand. These two points are major challenges where condensed matter chemists can bring all their expertise. In this context, we propose this Ph.D. subject on the synthesis, crystal growth and multi-scale characterization of intermetallic compounds with kagome lattice. The first part of the Ph.D. will focus on the synthesis and in-depth study of ternary and quaternary intermetallics with kagome lattice formed either by 3d metals or 4f metals. The second part will be involved on the single crystal growth of some of the most promising materials using several technics. Synthesis, shaping, as well as structural, chemical and magnetic studies will be done thank to apparatus available at the Institute and will be completed by using large-scale facilities. National and international collaborations will be undertaken for the characterization of specific properties and/or studies under extreme conditions. The Ph.D. will start in October 2025 for 3 years. The Ph.D. student will be titular of a Master or Engineer diploma in materials chemistry and/or physics. Skills in crystallographic and/or magnetic analysis will be an advantage.
Profil du candidat
Le/la candidat(e) sera titulaire d'un master ou diplôme d'ingénieur en chimie et/ou physique des matériaux. Des compétences en analyse cristallographique et/ou magnétique seront un atout.
Candidate profile
The Ph.D. student will be titular of a Master or Engineer diploma in materials chemistry and/or physics. Skills in crystallographic and/or magnetic analysis will be an advantage.
Référence biblio
Eichenberger et al., Possible room-temperature signatures of unconventional 4f-electron quantum criticality in YbMn6Ge6-xSnx, Phys. Rev. B 2020, 101, 020408; Haraux et al., Enhanced Sommerfeld coefficient near the quantum critical point in YbMn6Ge6-xSnx, Solid State Commun. 2022, 341, 114551; Liu et al., Nontrivial spin textures induced remarkable topological Hall effect and extraordinary magnetoresistance in kagome magnet TmMn6Sn6, Surfaces and Interfaces 2023, 39, 102866; Lee et al., Nature of charge density wave in kagome metal ScV6Sn6, NPJ Quantum Materials 2024, 9, 15; Wilson & Ortiz, AV3Sb5 kagome superconductors, Nature Reviews Materials 2024, 9, 430-432.