Réseau solitonic dans les systèmes à Onde de Densité de Charges.

Traveling solitonlattice in Charge Density Wave system.

• Auteur / Autrice : Darine Ghoneim
• Direction : David Le bolloc'h, Vincent Jacques
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)

Mots clés

Mots clés libres

Onde de densite de charge

Reseau solitonic

Diffraction

Charge density wave

Soliton lattice

Diffraction

Résumé

Lorsqu'un système à Onde de Densité de Charge est soumis à un faible courant électrique, un courant supplémentaire apparait dans le matériau. Ce phénomène est appelé le glissement d'une onde de densité de charge. C'est un type de transport très particulier. Les charges sont régulièrement espacées et se propagent collectivement à travers les échantillons, sans perte, malgré les défauts du réseau cristallin et la taille des échantillons, parfois longs de plusieurs centimètres. Ce phénomène de glissement repose sur une dynamique de charges remarquable qui se propagent sans dispersion mais qui reste encore mal comprise. Depuis quelques années, nous interprétons nos mesures de diffraction X cohérente comme résultant de la présence d'un réseau de solitons. Chaque soliton correspond à un saut de 2Pi de la phase de l'onde. Ils sont régulièrement espacés et chaque soliton porte une charge de 2 électrons. La vitesse de propagation et la période du réseau de solitons dépendent du champ imposé sur l'échantillon. Le stage comportera deux volets. Une partie expérimentale et une autre théorique. D'un point de vue expérimental, nous venons d'obtenir du temps de faisceau sur le Xfel de Hambourg début 2021. Le but de cette expérience est d'observer le glissement de ces solitons en temps réel grâce à des impulsions X cohérentes et extrêmement courtes (de quelques dizaines de fs). Le deuxième volet du stage consistera en une étude théorique de ce phénomène : traitement de l'accrochage aux bords, de l'effet désordre, de l'interaction entre solitons et de leur propagation.

When a Charge Density Wave (CDW) system is submitted to a low electric current, additional current appears in the crystal. This phenomenon is called the sliding of a CDW. It is a very specific type of transport. The charges are regularly spaced and propagate collectively through the samples, without loss, despite the defects of the crystal lattice and the size of the samples, sometimes several centimeters long. This sliding phenomenon is based on a remarkable dynamic of charges which propagate without dispersion but which is still poorly understood. In recent years, we have interpreted our coherent X-ray diffraction measurements as resulting from the presence of a soliton lattice. Each soliton corresponds to a 2Pi jump in the phase of the wave. They are regularly spaced and each soliton carries a charge of 2 electrons. The propagation velocity and the period of the soliton lattice depend on the field imposed on the sample. The internship will have two components. An experimental part and a theoretical one. From an experimental point of view, we have just obtained beam time on the Hamburg Xfel at the beginning of 2021. The aim of this experiment is to observe the sliding of these solitons in real time thanks to coherent and extremely short X-ray pulses (a few tens of fs). The second part of the internship will consist of a theoretical study of this phenomenon: treatment of pinning by edges, effect of disorder, interaction between solitons.