Contrôle d'états topologiques dans des nanostructures multiferroïques

Tailoring topological states in multiferroic nanostructures

• Auteur / Autrice : Arthur Chaudron
• Direction : Vincent Garcia
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Albert Fert (Palaiseau, Essonne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Multiferroïques

Microscopie à Force Piezoélectrique

Microscopie à Force Magnétique

Simulation par Champ de Phase

Ferrite de Bismuth

Couches Minces Épitaxiées

Multiferroics

Piezo-response Force Microscopy

Magnetic Force Microscopy

Phase Field Simulation

Bismuth Ferrite

Epitaxial Thin Films

Résumé

Cette thèse a pour objectif d'explorer les textures topologiques stabilisées dans des films minces épitaxiés d'oxydes multiferroïques de BiFeO3 nanostructurés. Ces textures polaires telles que des vortex ou domaines concentriques peuvent être créés et annihilés par un champ électrique. Les films minces seront élaborés par ablation laser pulsé et caractérisés par champ proche et diffraction de rayons X. Ils seront ensuite nanostructurés par lithographie électronique. Les nanostructures de différentes tailles et formes seront alors étudiées par microscopie PFM et commutées par un champ électrique. Les textures de spin antiferromagnétiques de ces objets topologiques reconfigurés électriquement seront étudiées par microscopie à centre NV.

This PhD thesis aims at exploring the topological textures that are stabilized in nanostructured epitaxial thin films of BiFeO3. These polar textures such as vortices or center domains can be created or annihilated with an electric field. The thin films will be grown by pulsed laser deposition and characterized with scanning probe microscopy and X-ray diffraction techniques. They will be patterned into nanostructures using electron-beam lithography. The nanostructures will be investigated using piezoresponse force microscopy and switched with an electric field. The spin textures of these topological objects will be studied with scanning NV magnetometry.