laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

Magnéto - spectroscopie IR/THz

Propositions de thèse


  1. Etude des fermions de Dirac par magnéto-spectroscopie IR & THz

Projet scientifique : L’équipe « Magnéto-spectroscopie Infrarouge et Térahertz » du LPA étudie les fermions
de Dirac qui constitue actuellement un sujet majeur de la physique de la matière condensée et un axe fort
(expérimental et théorique) du laboratoire. Les niveaux électroniques du graphène ou des isolants topologiques
tels que Bi2Se3 sont formés en particulier de cônes de Dirac où états de conduction et de valence se rejoignent.
Au voisinage de ces cônes, l’énergie des électrons et des trous varie linéairement avec la quantité de mouvement
ce qui implique qu’ils se comportent comme des particules relativistes de masse nulle dont les propriétés sont décrites
non par l’équation de Schrödinger mais par l’équation de Dirac.

Les fermions de Dirac seront étudiés par magnéto-spectroscopie infrarouge et térahertz ainsi que par magnéto-transport
quantique dans plusieurs systèmes :

- Le graphène (collaboration avec le LPN-CNRS) : investigation de la structure des niveaux de Landau, détermination
du couplage inter-couches en fonction de la nature des empilements, mesure de l’émission cyclotron térahertz.

- Les isolants topologiques 3D : étude des états de surfaces et d’interfaces dans Bi2Se3 et Bi2Te3
(collaboration avec les universités de Hong Kong HKUST et HKU).

- Les super-réseaux de type II InAs-GaSb semi-métalliques qui présentent un cône de Dirac 2D
aux interfaces (avec l’IES de l’Université de Montpellier 2).

Le stage devrait se prolonger par une thèse.

Techniques utilisées : Magnéto-spectroscopie FTIR, magnéto-photorésistivité, magnéto-transport quantique (EHQ),
champ magnétique intense (0-17 T), cryogénie (2-200 K)

Qualités du candidat requises : Le stage requiert à la fois de bonnes qualités d’expérimentateur et une forte interaction
avec les théoriciens pour l’interprétation des résultats.

Contacts : L.A. de Vaulchier & Y. Guldner