Thèse Hétérojonctions de Matériaux 2D Ondes de Densité de Charge et Effets de Proximité H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Ondes et Matière Laboratoire de recherche : Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies Direction de la thèse : Yannick DAPPE ORCID 0000000213583474 Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-09-01T23:59:59 Les premières preuves expérimentales d'ondes de densité de charge (ODC) unidimensionnelles (1D) et bidimensionnelles (2D) dans les matériaux massifs datent des années 1970. La popularisation de l'exfoliation mécanique des matériaux lamellaires, initialement utilisée pour isoler le graphène, a permis d'obtenir des systèmes ODC véritablement bidimensionnels, notamment avec les matériaux MX.
Ce projet de doctorat porte sur les matériaux 2D hébergeant des états ODC, les dichalcogénures de métaux de transition (DMT), et plus spécifiquement les disulfures VS, NbS et TaS dans leurs polymorphes 1T ou 2H. L'objectif principal est de modéliser l'effet de proximité latérale entre matériaux 2D, et plus précisément la propagation d'une ODC dans un TMD vers un autre TMD dépourvu d'ODC, via une hétérojonction latérale. Nous étudierons donc des jonctions latérales entre deux disulfures 2D distincts, selon deux configurations :
(i) un matériau hôte d'onde de densité de charge (ODC) en contact avec un matériau non hôte d'ODC, et (ii) deux matériaux hôtes d'ODC en contact, présentant des ODC différentes avec des températures de formation distinctes (TCDW1 < TCDW2) et des bandes interdites distinctes. Dans la première configuration, nous utiliserons, comme matériau non hôte d'ODC, un disulfure semi-conducteur, le 2H-MoS2, et étudierons l'étendue de l'ODC dans ce matériau. La seconde configuration met en oeuvre deux configurations, accessibles dans des gammes de température différentes. Entre TCDW1 et TCDW2, seul l'un des matériaux développera une ODC, tandis que l'autre se comportera comme un métal normal où une ODC sera générée par proximité, sur une certaine distance. Le doctorant développera des calculs de structure électronique et phononique (théorie de la fonctionnelle de la densité, théorie des perturbations de la fonctionnelle de la densité) afin de caractériser les matériaux 2D isolés et dans leur jonction latérale. Il développera également un modèle pour comprendre l'effet de proximité des ondes de densité de charge (ODC) entre les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) dans la jonction, et utilisera le formalisme de la fonction de Green pour les calculs de transport électronique dans la jonction et la modélisation d'images STM, afin d'interpréter pleinement les résultats expérimentaux. Etude des ondes de densité de charges dans les matériaux 2D (thèses précédentes de M. Lezoualc'h et Ian-Evan Michel) Caractériser théoriquement et interpréter les résultats expérimentaux concernant l'effet de proximité des ondes de densité de charge dans les matériaux bidimensionnels. Calcul de structure électronique (DFT), phononique (DFPT), de transport électronique et simulation d'images STM (fonctions de Green).

Le candidat devra avoir de solides competences en Physique theorique de la Matiere Condensee, et en calcul de structure electronique.

• Calcul de structure
• Chimie