Lieu : 1 avenue Augustin-Fresnel, 91767 Palaiseau, France
Référent : Elzbieta Gradauskaite, elzbieta.gradauskaite@cnrs-thales.fr
Contexte scientifique
Les oxydes Carpy-Galy stratifiés (formule générale AₙBₙO₃ₙ₊₂, par exemple La₂Ti₂O₇) sont une famille polyvalente de matériaux ferroélectriques composés de blocs de pérovskite séparés par des plans d’oxygène supplémentaires. Leur polarisation uniaxiale dans le plan, résultant de rotations coopératives des octaèdres d’oxygène, les rend fondamentalement différents des pérovskites ferroélectriques conventionnelles et potentiellement intéressants pour des applications électro-optiques (par exemple, les circuits intégrés photoniques). Dans notre laboratoire, grâce à l’épitaxie, nous avons stabilisé des
films minces monocristallins de haute qualité de ces composés, avec une augmentation de près de quatre fois de la polarisation ferroélectrique [1]. Cela ouvre la voie à l’étude de leurs propriétés électro-optiques, en particulier l’effet Pockels, qui décrit la modulation linéaire de l’indice de réfraction d’un matériau sous l’effet d’un champ électrique appliqué. L’étude de cet effet dans les ferroélectriques stratifiés permettra de mieux comprendre comment leur polarisation uniaxiale dans le plan influence les coefficients électro-optiques, et ainsi d’évaluer leur potentiel pour des modulateurs électro-optiques compacts sur puce [2].
Stage
Au cours du stage, l’étudiant apprendra les bases de la caractérisation structurelle des couches minces (diffraction des rayons X, microscopie à force atomique) afin de déterminer l’orientation et la qualité des films ; il effectuera des mesures ellipsométriques pour extraire les indices de réfraction et évaluer la biréfringence du matériau ; il mettre en place et effectuer des mesures de coefficients électro-optiques
à l’aide d’un laser, d’un compensateur Soleil-Babinet, d’un polariseur et d’une photodiode combinés à un amplificateur à verrouillage [3] afin de quantifier les coefficients électro-optiques effectifs ; comparer les résultats avec les prédictions théoriques / les matériaux ferroélectriques canoniques et découvrir comment la structure stratifiée anisotrope et la polarisation uniaxiale dans le plan de polarisation affectent les propriétés électro-optiques. Le projet se concentrera principalement sur la caractérisation optique des couches minces et l’interprétation des données, avec une brève introduction aux propriétés des matériaux. Des connaissances en mesures optiques (ellipsométrie, biréfringence, etc.) sont un plus.
- Gradauskaite, E. et al. Adv. Mater. 37 (12), 2416963 (2025).
- Abel, S. et al. Nat. Mater. 18, 42 (2019).
- Sando, D. et al. Phys. Rev. B 89, 195106 (2014).
Environnement de travail
Vous travaillerez sous la supervision de : Elzbieta Gradauskaite (elzbieta.gradauskaite@cnrs-thales.fr , CNRS), Manuel Bibes (CNRS), Jérôme Bourderionnet (Thales), Gilles Feugnet (Thales).