Preuves expérimentales d’un transport de surface sur un isolant topologique 3D HgTe/CdTe sous contrainte

Orateur : Soutenance de Thèse de Clément BOUVIER (Institut Néel, Cohérence Quantique)

Ce travail de thèse porte sur la caractérisation et l’étude du magnéto-transport dans des structures de t ype HgTe/CdTe sous contraintes développant un transport de surface topologique tout en étant isolant en volume ; on nomme cette nouvelle classe de matériau isolant topologique 3D. L’étude expérimentale et la caractérisation de ces nouveaux isolants topologiques sont encore jeunes et des défis expérimentaux restent à réaliser ; notamment dans l’élaboration et la caractérisation de ces structures. Ces isolants topologiques dont la surface est conductrice avec des propriétés électroniques ressemblant à celle du graphène est prometteuse puisqu’une famille riche de matériaux a déjà été élaborée ; mais les expériences de transports électroniques sous champ magnétique ne corroborent pas toujours les prédictions attendues. Au cours de ce travail de thèse, je me suis donc concentré sur la caractérisation du transport sous champ magnétique d’un des matériaux prédit être un isolant topologique, une jonction à base de CdTe/HgTe. Nous verrons dans un premier temps les propriétés intrinsèques qui caractérisent un isolant topologique en partant de l’effet quantique entier. J’aborderai ensuite la conception et l’élaboration des états de surfaces présents dans les structures CdTe/HgTe conçu aux CEA Leti, ainsi que la caractérisation de ces bandes de surfaces. Je traiterai par la suite l’élaboration des échantillons nécessaires à la caractérisation ainsi que la mise en oeuvre expérimentale pour la mesure des propriétés de magnétotransport dans ces structures. Je présenterai enfin les propriétés de magnéto-transport obtenues sur ces échantillons afin de tenter de donner quelques réponses sur les états de surfaces topologiques présents sur les structures CdTe/HgTe.

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