Lieu : 1 avenue Augustin-Fresnel, 91767 Palaiseau
Référent : Lucia Iglesias, lucia.iglesias@cnrs-thales.fr
Contexte
Les oxydes de grenat constituent une classe polyvalente de matériaux fonctionnels présentant un large éventail de propriétés physiques, notamment des fonctionnalités magnétiques, optiques, magnéto-optiques et liées au spin. La combinaison de leurs excellentes propriétés fonctionnelles et de leur haute qualité cristalline en fait des matériaux prometteurs pour des applications en spintronique, en magnonique, en photonique et dans les dispositifs hybrides. Les propriétés des films minces épitaxiaux de grenat sont fortement influencées par leur structure cristalline, leur état de contrainte, leur épaisseur et leur interaction avec le substrat sous-jacent. Cependant, l’utilisation d’un substrat impose des contraintes à l’intégration de ces matériaux avec d’autres plateformes (telles que les isolateurs optiques et les dispositifs optomagnoniques) et limite la possibilité de contrôler indépendamment l’état mécanique et l’état de contrainte de la couche active. Les membranes autonomes constituent une alternative intéressante, car elles pourraient permettre le transfert de couches de grenat cristallin de haute qualité sur des substrats arbitraires et offrir de nouvelles possibilités en matière d’ingénierie des contraintes, d’hétérostructures et d’intégration de dispositifs.
L’objectif de ce stage est d’étudier la faisabilité de la fabrication de membranes de grenat autoportantes à partir de films minces épitaxiaux. Le projet visera à déterminer s’il est possible de détacher des couches de grenat de haute qualité de leurs substrats de croissance tout en préservant leurs propriétés structurelles et fonctionnelles (optique et dynamique de spin), ouvrant ainsi la voie à leur intégration dans de nouvelles plateformes de matériaux et architectures de dispositifs.
Missions
L’étudiant mettra au point et optimisera des films minces de grenat et des couches sacrificielles de compositions sélectionnées à l’aide de la technique de dépôt par laser pulsé (PLD) sur des substrats adaptés. Le candidat réalisera également une caractérisation structurelle et magnétique complète des films minces par réflectivité aux rayons X (XRR), diffraction des rayons X (XRD), technique de cartographie de l’espace réciproque (RSM), microscopie à force atomique (AFM), résonance ferromagnétique (FMR) et mesures de l’effet Kerr magnéto-optique. Différentes stratégies de détachement et procédures de transfert seront ensuite explorées. Après le détachement, l’intégrité structurelle et les propriétés physiques des membranes de grenat autonomes seront évaluées et comparées à celles des films tels qu’ils ont été obtenus. Une expérience des techniques de croissance de films minces et des techniques de caractérisation structurelle et magnétique sera considérée comme un atout, tout comme de solides compétences expérimentales, des capacités d’analyse de données et la capacité à travailler efficacement dans un environnement interdisciplinaire faisant le pont entre la recherche universitaire et l’innovation industrielle.
You will be working under the supervision of: Lucía Iglesias (CNRS), Luigi Matera (Thales) and Romain
Lebrun (Thales).