Offre de thèse
ISITE - Manipulation de l'aimantation avec des impulsions picosecondes
Date limite de candidature
17-05-2026
Date de début de contrat
01-10-2026
Directeur de thèse
GORCHON Jon
Encadrement
Co-directeur: Pr. Shunsuke Fukami de Tohoku University
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 1 - P2M : 101 - Electronique de spin et nanomagnétismecontexte
Spintronique picoseconde.spécialité
Physiquelaboratoire
IJL - INSTITUT JEAN LAMOURMots clés
Spintronique, Picoseconde
Détail de l'offre
Rejoignez un projet de thèse en cotutelle innovant axé sur l'utilisation d'impulsions électriques de durée picoseconde pour contrôler l'aimantation dans de nouvelles hétérostructures magnétiques. S'appuyant sur des travaux pionniers menés à l'IJL [1] et à l'Université de Tohoku [2,3], vous explorerez :
— Les matériaux antiferromagnétiques (comme Mn₃Sn) pour des applications en mémoire et calcul ultrarapides.
— Les effets dépendant de la taille dans les matériaux ferro-, ferri- et antiferromagnétiques, en abordant les enjeux de scalabilité et d'efficacité pour les dispositifs spintroniques de nouvelle génération.
— Les géométries alternatives de couple spin-orbite (types x-, y-, z-) dans le régime picoseconde, visant à améliorer la vitesse et l'efficacité des technologies de mémoire magnétique.
Ce projet combine la génération d'impulsions de pointe et la caractérisation magnétique avancée, grâce à l'expertise des deux équipes de l'Université de Lorraine (France) et de l'Université de Tohoku (Japon). Le ou la doctorant·e sera formé·e sur un banc laser femtoseconde et acquerra des compétences approfondies en spintronique, optique ultrarapide, croissance de matériaux électroniques et fabrication d'échantillons. Au cours de sa thèse, il ou elle établira une nouvelle ligne de recherche collaborative entre les deux universités et passera du temps dans les deux laboratoires.
Keywords
Spintronics, Picosecond, Antiferromagnets, Nanomagnetism
Subject details
Join a pioneering joint-PhD project focused on using picosecond-wide electrical current pulses to control magnetization in novel magnetic heterostructures. Building on groundbreaking work at IJL [1] and Tohoku University [2,3], you will explore: -Antiferromagnetic materials (e.g., Mn₃Sn) for ultrafast memory and computing applications. -Size-dependent effects in ferro-, ferri-, and antiferromagnets, addressing scalability and efficiency in next-gen spintronic devices. -Alternate spin-orbit torque geometries (x-, y-, z-types) in the picosecond regime, aiming to enhance speed and efficiency in magnetic memory technology. This project combines cutting-edge pulse generation and advanced magnetic characterization, from the two groups at the University of Lorraine (France) and Tohoku University (Japan). The student will be trained on a femtosecond laser bench, and learn extensively about aspects such as spintronics, ultrafast optics, electronics material growth and sample fabrication. During his PhD he will establish a new collaborative research line between the two universities, and will spend time in both labs.
Profil du candidat
Des connaissances en électromagnétisme et en physique de l'état solide, incluant l'optique, le magnétisme et les propriétés de transport électronique, sont essentielles. Une expérience en instrumentation électronique et optique, en croissance d'échantillons et/ou en salle blanche serait un atout.
Une bonne maîtrise de l'anglais (oral et écrit) est importante, et la connaissance du français ou du japonais serait un avantage.
En tant que chercheur ou chercheuse enthousiaste, vous cherchez toujours à comprendre et à apprendre, vous appréciez de travailler au sein d'une équipe internationale et avez un goût prononcé pour le travail à la fois expérimental et théorique.
Vous êtes prêt·e à passer environ 12 mois au Japon dans le cadre de ce projet de thèse.
Candidate profile
Knowledge of electromagnetism and solid-state physics, including optics, magnetism and electronic transport properties is essential. Experience with electronics and optics instrumentation, sample growth and/or clean-room would be ideal.
Knowledge of English (oral and written) is important and knowledge of French or Japanese would be an advantage.
As an enthusiastic researcher you are always trying to understand and learn, you enjoy working in an international team, and have a taste for both experimental and theoretical work.
You are ready to spend around about 12 months in Japan within the duration of the PhD project.
Référence biblio
[1] K. Jhuria, … and J. Gorchon Nat. Elec. 2020, E. Díaz, … and J. Gorchon Nat. Nano. 2025
[2] J. Han, … and S. Fukami Nat. Phys. 2024, Y. Takeuchi, … and S. Fukami Science 2025
[3] Fukami et al., Nat. Nano., 11, 621–625 (2016)