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Stœchiométrie dans les oxydes fonctionnels d’élément 3D : Des aspects structuraux aux propriétés électroniques » (Transport, Magnétisme, Optique)

Monsieur Yves DUMONT Spécialité : PHYSIQUE Laboratoire : GEMAC

«STOECHIOMETRIE DANS LES OXYDES FONCTIONNELS D'ELEMENT 3D : DES ASPECTS STRUCTURAUX AUX PROPRIETES ELECTRONIQUES (TRANSPORT, MAGNETISME, OPTIQUE)»


Présenté par :
Yves DUMONT

 

Résumé :

Les oxydes de métaux de transitions 3d présentent une richesse exceptionnelle de propriétés fonctionnelles associées à leur structure électronique complexe. Celle-ci repose sur le recouvrement et l'hybridation des orbitales 3d avec celles, très directionnelles 2p de l'oxygène. Ce dernier ayant ainsi une influence directe à la fois sur la structure cristalline et sur la structure de bande à fortes corrélations électroniques. Je montre dans ce travail comment les écarts à la stoechiométrie cationique mais aussi en oxygène vont induire une transition supraconductrice-isolant dans le cuprate Bi2(Sr,La)2CuO6±, une transition métal-isolant dans le nickelate LaNiO3-, des effets plus fins de modification de l'interaction magnétique dans le grenat ferrite Y3Fe5O12± et le semiconducteur magnétique dilué Zn1-xMnxO1±. Je présente également mes projets autour de nouveaux matériaux oxydes pour l'électronique de spin, où les modifications des propriétés électroniques (magnétiques et semiconductrices) sont induites par la stoechiométrie à l'échelle nanométrique de la maille cristalline ou bien au niveau des interfaces dans des hétérostructures.

 

Abstract :

The great potential in functionalizing of 3d transition metal oxides is due to their complex electronic structure. The peculiarities of oxide electronic structure arise from the over-lapping and hybridizing of the 3d orbitals with the highly directive oxygen 2p orbitals. Consequently, there is a great influence of oxygen content on crystal structure and on the highly correlated electronic band structure in these compounds. In this work, I show how deviation from stoichiometry in cation and in oxygen can induce superconducting to insulator transition in the Bi2(Sr,La)2CuO6± cuprate, metal to insulator transition in the LaNiO3- nickelate and more fine effects of magnetic interaction modification in the yttrium iron garnet Y3Fe5O12± and the diluted magnetic semiconductor Zn1-xMnxO1±. I present as well my research projects concerning new oxide materials for spin electronics, where magnetic and semiconducting properties are induced by the stoichiometry at the nanometric scale of the crystal unit cell or at the interfaces in nanoscale heterostructures.

 

Informations complémentaires

Agnès BARTHELEMY, Professeur des Universités, à l'Université Paris-Sud, Orsay - Rapporteur

Joel CIBERT, Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique, Institut Néel, Grenoble - Rapporteur

Jacques FERRE, Directeur de Recherche, à l'Université Paris-Sud, Orsay - Rapporteur

Tomasz DIETL, Full Professor, à l'Institut de Physique de l'Académie des Sciences de Pologne, Varsovie - Examinateur

Bernard MERCEY, Professeur des Universités, à l'Université de Caen et à l'ENSICAEN, Caen - Examinateur

Niels KELLER, Chargé de Recherche HDR, à l'Université de Versailles Saint Quentin en Yvelines, Versailles - Examinateur

Pierre GALTIER, Professeur des Universités, à l'Université de Versailles Saint Quentin en Yvelines, Versailles - Tuteur, Examinateur

Contact :
Service des Ecoles Doctorales :