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 des propriétés électroniques, magnétiques et topologiques de l'antimonène dopé par différents éléments magnétiques 3d et 4f. Le projet combinera des techniques locales, principalement la microscopie et la spectroscopie tunnel à basse température (STM/STS), et la spectroscopie de photoélectrons résolue en angle (ARPES), sur des hétérostructures élaborées et caractérisées in situ sous ultravide.

L'objectif principal sera de déterminer comment les dopants magnétiques modifient la structure électronique de l'antimonène et peuvent favoriser l'émergence d'ordres magnétiques ou de bandes polarisées en spin présentant des propriétés topologiques non triviales. La structure de bandes et son évolution avec le dopage seront étudiées par ARPES, tandis que l'analyse des interférences de quasiparticules (QPI) obtenues par STM permettra d'identifier les vecteurs de diffusion et de reconstruire les dispersions électroniques.

Les hétérostructures d'antimonène seront également couplées à des nanostructures supraconductrices afin d'étudier l'effet de proximité dans la couche dopée. La personne recrutée recherchera par spectroscopie tunnel des signatures de supraconductivité topologique, notamment des états de basse énergie localisés aux bords, aux frontières de domaines ou à proximité de défauts.

Le travail expérimental comprendra la préparation et la caractérisation sous ultravide d'échantillons d'antimonène/Ge(111) dopés, ainsi qu'une participation à l'optimisation des croissances par épitaxie par jets moléculaires (MBE), en collaboration avec les partenaires du projet. Les mesures seront réalisées notamment avec un STM/STS à basse température fonctionnant jusqu'à environ 1 K. Des mesures complémentaires par ARPES et XPS, au laboratoire et sur synchrotron, permettront d'accéder à la structure de bandes et à l'environnement chimique.

La thèse comportera enfin une part importante d'analyse de données : transformées de Fourier, analyse QPI, déconvolution de spectres obtenus avec des pointes supraconductrices et traitement de données ARPES. Ces travaux seront menés en interaction étroite avec les partenaires théoriciens du projet. Le doctorant ou la doctorante contribuera à la vie scientifique de l'équipe QuantumSpecs et pourra 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.

• Python
• Programmation
• Anglais
• Autonomie
• Analyse de données
• Spectroscopie
• Esprit d'analyse
• MATLAB
• Physique quantique
• Chimie