STAGE OFFRE DE STAGE : EXPERIMENTAL DETECTION OF ORBITAL MAGNETISM OF DIRAC FERMIONS

Date de mise à jour de l’offre

Laboratoire de Physique des Solides, :

Le laboratoire est une unité mixte de recherche de l’Université Paris-Sud et du CNRS : l’UMR 8502. Elle dépend principalement de l’Institut de Physique du CNRS, et de la section 28 du Conseil National des Universités. Il associe enseignants-chercheurs et chercheurs, expérimentateurs et théoriciens (une centaine de personnes) et accueille de nombreux étudiants et visiteurs (plus de soixante). Le soutien à la recherche est assuré par une soixantaine d’ingénieurs, techniciens et administratifs.

Description de la mission

Graphene’s honeycomb atomic arrangement leads to celebrated linear dispersion relation of its Dirac spectrum, with a perfect electron/hole symmetry around half filling. Many of the resulting original properties have by now been thoroughly investigated with conduction experiments.

In contrast, graphene’s orbital magnetism is still unexplored, despite intriguing theoretical predictions that show that this thermodynamic quantity contains information not revealed in conduction experiments. A first computation in 1956 found that graphene’s orbital moment is singular and diamagnetic at half filling: ¿ = – d(eF). This diamagnetism explains graphite’s well known strong diamagnetism.

Orbital magnetism is also a subject pursued theoretically in our laboratory’s theory group, in particular in the context of the Berry phase of Dirac Fermions. Our goal is to detect this diamagnetism in graphene and determine its dependence with doping. The experiment is challenging, since the amplitude of the orbital magnetism is small, and paramagnetic impurities can dominate the signal in samples of insufficient quality.

The measurement will use Giant magnetoresistive probes, that are compatible with an electrostatic control of graphene’s doping level. Monolayer graphene as well as bilayers will be measured. We will also investigate MoS2, a layered semiconductor whose orbital magnetism is predicted to be maximal in the middle of the gap!

Profil recherché

Bon niveau en physique quantique et matière condensée

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Laboratoire de Physique des Solides,
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502, Bâtiment 510, Université Paris Sud, 91405 ORSAY
    91405 orsay
  • Accès et transports
    Proche RER B, station « le guichet »