Ecole Doctorale Energie Matériaux Sciences de la Terre et de l

UNIVERSITE D'ORLEANS
Ecole Doctorale
Energie Matériaux Sciences de la Terre et de l’Univers
Bourse ou allocation 2014
1. Informations administratives :
 Nom du Directeur de thèse : Jean Claude Soret
 Nom de l’éventuel co-Directeur :
 Le cas échéant nom, date de recrutement et date de soutenance d’habilitation
programmée du co-encadrant :Vinh TA PHUOC, recruté le 01/07/2000, HDR prévue avant
décembre 2014
 Unité : GREMAN UMR 7347
 Email du Directeur de thèse : [email protected]
2. Titre de la thèse : « Propriété o t ue de m té u
e t me
e tem é tu e et
ute
e
o te co él t on élect on ue en cond t on
on »
3. Résumé :
Les isolants de Mott représentent une classe importante de matériaux. Alors que la théorie des bandes
leur prédit un caractère métallique, ils sont isolants. Dans ces systèmes, la répulsion coulombienne
électron-électron U, non prise en compte dans la théorie des bandes conventionnelle, conduit à un état
isolant lorsque U est significativement supérieure à la demi- largeur de bande D. La description
théorique de l'état isolant de Mott est un problème de longue date, et seules des approches modernes
comme la théorie du champ moyen dynamique ( DMFT) ont prédit avec succès la totalité du
diagramme de phase (U / D , T) de cette classe de matériaux .
Une caractéristique remarquable des isolants de Mott est le fait qu'une perturbation externe peut
provoquer une transition isolant-métal (IMT). Par exemple , l'application d'une pression physique ou
chimique modifie la largeur de bande et conduit à une IMT au-dessus d'une valeur critique (U / D)c .
De façon similaire, un dopage électronique induit également une IMT. Au cours du dernier quart de
siècle , de nombreuses propriétés électroniques surprenantes ont été découvertes dans les isolants de
Mott, au voisinage de transitions isolant- métal : superconductivité dans les oxydes de cuivre, les
systèmes moléculaires organique et les chalcogénures de fer, magnétorésistance colossale et
multiferroïcité dans les manganites, ou encore thermoélectricité avec une figure du mérite élevée dans
différents isolants de Mott dopés. Le fait de pouvoir modifier radicalement et facilement les propriétés
électroniques des isolants de Mott rend donc ces matériaux très prometteurs pour de nouvelles
applications dans le domaine de l'électronique.
Il est aussi possible de déstabiliser ces systèmes par l'application d'un pulse lumineux, ou électrique, et
de générer de nouveaux états « cachés » hors d'équilibre. Par exemple, il a récemment été montré que
certains chalcogénures et composés organiques à base d'or subissaient une transition isolant- métal
engendrée par l'application d'un fort champ électrique, faisant de ces composés de très bons candidats
pour de futures applications R-RAM (Resistive-Random Access Memory). La physique de ces
composés, notamment sous l'effet d'une perturbation externe, est actuellement mal comprise.
ED EMTSU
Dans ce contexte, ce sujet de thèse consiste à sonder le diagramme de phase de certains isolants de
Mott canoniques à l'aide de techniques de spectroscopie optiques, afin d'en avoir une meilleure
compréhension. Les résultats obtenus seront comparés à ceux obtenus par d'autres techniques
expérimentales dans les phases hors d'équilibre, et aux modèles théoriques. Dans ce but, un
microscope permettant de mesurer les propriétés optiques des matériaux en conditions extrêmes (basse
température et haute pression) a récemment été développé au GREMAN. Ces travaux de recherche se
feront notamment en collaboration avec l'Institut des Matériaux de Nantes, le Laboratoire de Physique
des Solides (Orsay), CEA/SPSMS (Grenoble), et le Synchrotron SOLEIL (Saclay).
ED EMTSU