Doctorant en Physique H/F - Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris

Le poste est rattaché au Laboratoire de Physique et d'Étude des Matériaux (LPEM), unité mixte de recherche associant l'ESPCI Paris, le CNRS, l'Université PSL et Sorbonne Université. Le doctorant ou la doctorante sera accueilli(e) au sein de l'équipe QuantumSpecs et placé(e) sous l'encadrement scientifique de Sergio Vlaic et Stéphane Pons.

La thèse portera sur l'étude systématique des propriétés électroniques, magnétiques et topologiques d'échantillons d'antimonène dopés avec différents éléments 3d et 4f sélectionnés. Le projet combinera des sondes spectroscopiques locales, en particulier la microscopie et la spectroscopie tunnel à balayage à basse température (STM/STS), avec des techniques résolues en impulsion telles que la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES). Ces mesures seront réalisées sur des hétérostructures d'antimonène élaborées par épitaxie et caractérisées in situ sous ultravide.

L'objectif scientifique principal de la thèse sera de comprendre comment les dopants magnétiques peuvent induire l'émergence de différents types d'ordre magnétique et modifier la structure de bandes du matériau, en particulier au voisinage du niveau de Fermi. Une attention particulière sera portée à la formation éventuelle de bandes polarisées en spin présentant des propriétés topologiques non triviales. De telles bandes pourraient héberger des canaux de transport protégés par le spin présentant un intérêt pour la spintronique, ainsi que constituer une plateforme pour la supraconductivité topologique lorsqu'elles sont couplées à un supraconducteur. La structure de bandes et son évolution avec le dopage seront déterminées par ARPES, tandis que les figures d'interférences de quasiparticules extraites des cartes de conductance STM seront utilisées pour identifier les vecteurs de diffusion et reconstruire les relations de dispersion sous-jacentes.
Les hétérostructures d'antimonène seront également mises en contact avec une source supraconductrice de paires de Cooper afin d'étudier l'effet de proximité à l'interface et au sein de la couche dopée. À l'aide de spectroscopie tunnel résolue spatialement, la personne recrutée recherchera des signatures de supraconductivité topologique, telles que des états robustes de basse énergie localisés aux bords de marches, aux frontières entre domaines structuraux ou au voisinage d'autres défauts, ainsi que dans des assemblages contrôlés d'atomes magnétiques. Ces études seront complétées par la caractérisation des états de Yu-Shiba-Rusinov (YSR) associés à des impuretés individuelles et de leur hybridation en bandes dans des chaînes ou des réseaux bidimensionnels.

Le doctorant ou la doctorante contribuera plus largement à la vie scientifique de l'équipe QuantumSpecs et pourra être amené(e) à participer à des activités d'enseignement à l'ESPCI Paris.

Connaissances et qualités recherchées

De solides connaissances en physique de la matière condensée et en physique quantique sont requises. Un intérêt marqué pour la supraconductivité, le magnétisme, les matériaux bidimensionnels et les expériences à basse température est attendu. Des connaissances en techniques expérimentales sous ultravide, en microscopie/spectroscopie tunnel (STM/STS), en spectroscopie de photoémission (ARPES/XPS), en épitaxie ou en mesures à basse température constitueront un atout.

La personne recrutée devra être à l'aise avec l'analyse de données et la programmation scientifique, notamment avec des outils tels que Python, Matlab, Igor ou équivalent. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique écrit et oral est souhaitée.

Les qualités attendues sont la rigueur scientifique, l'autonomie, la capacité d'analyse, la curiosité, l'aptitude à travailler en équipe et à interagir avec des partenaires expérimentateurs et théoriciens dans un environnement international.

Formation requise (ou diplôme)

Master 2 en physique, diplôme d'ingénieur avec une spécialisation en physique, ou diplôme équivalent conférant le grade de Master, avec une formation solide en physique de la matière condensée, physique quantique ou nanosciences.

Expérience souhaitée

Une première expérience de recherche expérimentale, notamment acquise au cours d'un stage de Master 2 ou de fin d'études, est souhaitée. Une expérience en ultravide, STM/STS, AFM, basses températures, ARPES, XPS, croissance MBE, mesures de transport ou analyse de données expérimentales sera appréciée, sans être indispensable.