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Master 2 : Magnétisme et supraconductivité en conditions extrêmes

Sujet détaillé :

Le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses est aujourd’hui sur le podium mondial des champs magnétiques pulsés non‐destructifs, avec un record de plus de 90 teslas. Ces champs extrêmes permettent de changer les propriétés fondamentales de nombreux matériaux, par exemple certains aimants quantiques présentant une phase de supraconductivité non‐conventionnelle au voisinage d’une transition de phase magnétique quantique.

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Figure : Diagramme de phase 3D du système à fermions lourds CeRh2Si2 étudié récemment au LNCMI (AF = antiferromagnétisme, PM = paramagnétisme, CPM = paramagnétisme corrélé, PPM = paramagnétisme polarisé)

Parmi eux, les systèmes dits à fermions lourds, où les électrons acquièrent des masses effectives de l’ordre de 100 à 1000 fois la masse de l’électron libre ‐ du fait de très fortes interactions électroniques ‐, mais aussi les nouveaux supraconducteurs à base de fer, où les masses effectives sont moindres mais les températures de supraconductivité plus élevées, sont deux exemples notables. Dans ce stage, des mesures de magnétorésistivité permettront de caractériser le diagramme de phase magnétique de composes à l’état fondamental paramagnétique, antiferromagnétique et/ou supraconducteur, mais aussi de déterminer leur surface de Fermi, signature des électrons de conduction qui les constituent.

Publications liées au sujet

  1. "Dichotomy between the hole and electrons behavior in the multiband FeSe probed by ultra high magnetic fields”, M.D. Watson et al., Phys. Rev. Lett. 115, 027006 (2015).
  2. “Heavy fermions in a high magnetic field”, D. Aoki, W. Knafo, and I. Sheikin, C. R. Physique 14, 53 (2013).
  3. “Fermi surface in the hidden‐order state of URu2Si2 under intense pulsed magnetic fields up to 81 T”, G.W. Scheerer et al., Phys. Rev. B 89, 165107 (2014).

Poursuite en thèse :

Une poursuite en thèse sera encouragée. Durant cette thèse les mesures seront étendues aux très hautes pressions (nouveau setup unique au monde), mais aussi dans des champs magnétiques au‐delà de 90 T (et peut‐être 100 T…)

Compétences nécessaires

Physique du solide, Magnétisme, Supraconductivité, Techniques expérimentales fines, Programmation

Encadrant :

William Knafo

Tel : 05 62 17 29 74

E‐mail : william.knafo@lncmi.cnrs.fr