Investigation de la relation entre texture magnétique et microstructure dans les cristaux // Investigation of the relationship between magnetic texture and microstructure in crystals

Les propriétés physiques des matériaux dépendent non seulement de leurs propriétés intrinsèques, mais aussi de leur microstructure. Les propriétés magnétiques ne font pas exception. Par exemple, les cœurs de dislocations dans NiO sont ferromagnétiques alors que le reste du cristal est antiferromagnétique [1] (Figure 1 du document PDF joint). De même, des déformations élastiques peuvent modifier l'ordre magnétique [2].
Le but du projet est d'explorer expérimentalement les mécanismes microscopiques de ces phénomènes. On utilisera le rayonnement synchrotron, et plus particulièrement les techniques d'imagerie exploitant la cohérence des rayons X [3], pour obtenir des tomographies structurales [4] (Figure 3) et magnétiques [5] (Figure 4) dans des nanocristaux ordonnées magnétiquement avec des résolutions nanométriques. La détermination en 3D des déformations cristallines et de la texture magnétique nous permettra de les corréler, pour mieux comprendre comment elles interagissent. Une attention particulière sera portée aux transitions de phases, qu'elles soient structurales, magnétiques ou combinées, par exemple dans FeRh [6] (Figure 2).
Le projet de thèse abordera toutes les étapes du processus : conception, fabrication et caractérisation des échantillons, mesures synchrotron avec des méthodes de pointe, analyse de données et interprétation. Le travail sera fait en collaboration étroite avec des chercheurs du SIMaP, de l'Institut Néel, et de l'ESRF, entre autres.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Physical properties of materials depend not only on their intrinsec properties, but also on their microstructure. Magnetic properties are no exception. For instance, dislocation cores in NiO have been found ferromagnetic while the rest of the crystal in antiferromagnetic [1] (Figure 1 in attached PDF document). Similarly, elastic strain can modify the magnetic order [2].
The purpose of the project is to explore experimentally the microscopic mechanisms of these phenomena. We will use synchrotron radiation, and in particular imaging techniques based on X-ray coherence [3], to obtain structural [4] (Figure 3) and magnetic [5] (Figure 4) tomographies of the crystal structure with nanoscale resolution in nanocrystals hosting magnetic order. The characterisation in 3D of the crystal microstructure and of the magnetic texture will allow correlating them, to better understand how they interact. A particular focus will be brought to phase transitions, either structural, magnetic, or combined ones, for instance in FeRh [6] (Figure 2).
The PhD project will tackle all steps of the investigation: conception, growth and characterisation of samples, synchrotron measurements, data analysis and interpretation of the results. The work will be done in close collaboration with researchers from SIMaP, Institut Néel and ESRF, and possibly others.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

510 I-MEP² - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production

La candidat devra avoir un Master ou équivalent en sciences des matériaux, physique de la matière condensée, ou thématique similaire. Des compétences en programmation sont nécessaires pour mener à bien l'analyse des données synchrotron. Les mesures synchrotron pourront nécessiter des voyages de quelques jours à une semaine, y compris à l'étranger. Un bon niveau d'Anglais est requis pour interagir avec les partenaires internationaux, notamment à l'ESRF. La capacité à travailler en équipe, en interaction avec de nombreux collaborateurs, est indispensable.
The applicant should have a Master degree in materials science, condensed matter physics, or similar topic. Skills in programming are necessary to analyse the synchrotron data. Synchrotron experiments will require travelling for a few days, up to a week, including in foreign countries. A good level in English is mandatory, in order to work with international partners, in particular at the ESRF. The capacity to team working with many collaborators is necessary.