Étude théorique des défauts topologiques dans le matériau ferroique Cu2OSeO3

Theoretical study of topological defects in the ferroic material Cu2OSeO3

• Auteur / Autrice : Houssam Sabri
• Direction : Igor Kornev
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 14/04/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de structures, propriétés et modélisation des solides (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : référent : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Eymeric Janolin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Dupé, Nikolay Pertsev, Grégory Geneste, Yousra Nahas, Alexander K. Tagantsev
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Dupé, Nikolay Pertsev

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solitons

Champs de jauge (physique)

Matériaux multiferroïques

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Multiferroiques

Skyrmions

Défaut topoligiques

Calculs ab-initio

Multiferroics

Skyrmions

Topological defects

Ab-initio calculations

Résumé

Une classe émergente de matériaux présentant des propriétés topologiques, qui sont protégées par certains principes physiques fondamentaux, a suscité un énorme regain d'intérêt ces dernières années. Bien que l'on s'attende à ce que cette classe de matériaux joue un rôle important dans les futurs dispositifs électroniques, leurs études théoriques restent difficiles. Le projet proposé se concentre sur les études théoriques des défauts topologiques dans les matériaux multiferroïques, en particulier dans le matériau multiferroïque Cu2OSeO3, et se situe à l'interface des physique desmatériaux , de la physique théorique de la matière condensée et de la modélisation informatique à grande échelle. L'objectif principal est de développer et d'utiliser les outils d'analyse et de calcul nécessaires pour comprendre et modéliser le comportement des phénomènes complexes et multi-échelles en présence de défauts topologiques dans les matériaux multiferroïques.

An emerging class of materials that exhibits topological properties, which are robustly protected by some fundamental physical principles, has attracted a huge surge of interest in recent years. Although this class of materials is expected to play a significant role in future electronic devices, their theoretical studies remain challenging. The proposed project focuses on theoretical studies of topological defects in multiferroics and especially in the multiferroic Cu2OSeO3 , and lies at the Interface of advanced materials, theoretical condensed matter physics, and large-scale computer modeling. The main objective is to develop and use analytical and computational tools needed to understand and model the behavior of complex and multiscale phenomena in the presence of topological defects in multiferroics.