STAGE Offre de stage : Spectroscopie rayons X du silicium supraconducteur ultra-dopé par laser

Date de mise à jour de l’offre

Centre de nanosciences et de nanotechnologies - C2N :

Le Centre de nanosciences et de nanotechnologies - C2N (CNRS/Université Paris-Sud - Université Paris-Saclay), a été créé le 1er juin 2016 du regroupement de deux laboratoires franciliens leaders dans leur domaine : le Laboratoire de photonique et de nanostructures (CNRS) et l'Institut d'électronique fondamentale (CNRS/Université Paris-Sud). En 2018, les équipes s’installent dans un nouveau bâtiment au cœur du Campus Paris-Saclay.

Description de la mission

Bien que le silicium soit l'un des éléments les plus étudiés, la supraconductivité à pression ambiante du silicium dopé bore n'a été révélée qu'en 2006, à cause du fort dopage nécessaire à son apparition. Seul un dopage ultra rapide par laser permet d'atteindre ces concentrations hors équilibre en trous, allant de 1 à 10%. Le groupe Epla du C2N maîtrise l’ensemble de l’élaboration du matériau, et il a atteint un contrôle précis des propriétés structurales, de l’épaisseur et dopage de la couche, et de la température critique Tc, qui augmente avec la quantité de dopants jusqu’à 0.7 K, bien que le mécanisme derrière l’apparition de la supraconductivité ne soit pas encore clair.

Le but de ce stage est d’analyser des couches de silicium dopées par laser à des concentrations variables : en augmentant le dopage, on passe de couches de Si métallique (très dopé, mais non-supraconducteur), à des couches de Si supraconducteur de Tc de plus en plus élevée. La radiation X du synchrotron permet de visualiser la structure de bandes par ARPES (Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy) et d’étudier l’énergie de liaison du B avec le Si par XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). Ces mesures nous permettront d’accéder à la structure électronique et à l’énergie des phonons optiques, qui jouent un rôle déterminant dans l’apparition de la supraconductivité. Des expériences préliminaires ont montré que la structure de bandes et l’énergie de liaison du B varient grandement avec le dopage. Il est donc possible d’extraire en fonction du dopage la masse effective des trous, l’énergie de Fermi, l’énergie des phonons, et de vérifier les prédictions théoriques sur de l’apparition de la supraconductivité.

Profil recherché

L’analyse des données ARPES (Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy) étant particulièrement complexe, nous recherchons un étudiant avec une très bonne formation en matière condensée, intéressé par l’analyse et la modélisation des données expérimentales. Indépendance et esprit d’initiative sont des qualités recherchées.

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    Centre de nanosciences et de nanotechnologies - C2N
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    Plus de 250 salariés
  • Site internet de la structure
    https://www.c2n.universite-paris-saclay.fr
  • 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
    C2N
    10 Boulevard Thomas Gobert
    91120 PALAISEAU
  • Accès et transports
    Bus 9106, marche depuis Le Guichet RER B