Thèse Etude du Graphene Multilayer Rhombohedral par Stm H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies Direction de la thèse : Hervé AUBIN ORCID 0000000220613715 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-10-31T23:59:59 Les hétérostructures de van der Waals bidimensionnelles (2D), composées de graphène et de dichalcogénures de métaux de transition, se sont imposées comme une plateforme fascinante pour explorer l'interaction entre de fortes corrélations électroniques et une topologie de bande non triviale, comme l'illustre la récente observation de cristaux de Wigner/Hall et d'isolants de Hall quantiques anormaux fractionnaires au sein de super-réseaux de moiré de graphène rhomboédrique alignés avec du hBN, dont les excitations non abéliennes présentent un intérêt majeur pour le calcul quantique sans décohérence.Faisant suite à nos récents travaux de microscopie à effet tunnel (STM) sur le graphène bicouche de Bernal, l'objectif central de ce projet de doctorat est d'étudier le diagramme de phase du graphène rhomboédrique par STM selon deux géométries : Dans la géométrie STM/STS standard, pour l'étude de la densité d'états des minibandes de moiré et la symétrie des orbitales de moiré. Dans la géométrie de détection de charge, où une couche supérieure de graphène est empilée sur la couche rhomboédrique, afin de mesurer la compressibilité électronique, permettant de mesurer le nombre de Chern des minibands.Cette géométrie permettra d'explorer le diagramme de phase en fonction du champ électrique là où les phases quantiques anormales fractionnaires sont observées. Recent works on moiré superlattices fabricated from rhombohedral graphene aligned with hBN have demonstrated the presence of fractional quantum anomalous Hall phases in the phase diagram of these heterostructures. STM and charge sensing STM will be employed to characterize the moiré band structure, in particular, the densité of states, the moiré orbitals symmetries, the Chen number of the minibands. Fabricate van der Waals heterostructures (in collaboration with R. Ribeiro group at C2N) dedicated to STM measurements. Measure the density of states by standard STM/STS and measure the spatially resolved charge compressibillity of rhombohedral graphene-based heterostructures. The heterostructures will be fabricated by dry stacking methods in C2N (in collaboration with the topo2D group of R. Ribeiro) and contacted using standard microfabrication methods in the clean room of C2N. The STM measurements will be performed in the STM group. Two UHV cryogenic STM are available (4.2 K and 300 mK), one is equipped with a vectorial magnetic field and microwave lines (0-20 GHz).

Étudiant(e) intéressé(e) par la physique des solides fondamentale. Les étudiants titulaires d'un master en physique des solides, physique quantique ou dispositifs quantiques sont encouragés à postuler. Les étudiants devront fabriquer des échantillons et réaliser des expériences ; un goût pour la physique expérimentale est donc nécessaire.

• Physique quantique
• Chimie