Enseignement à l'extérieur (2014-2015)

Grenoble

Université de Grenoble – Fédération de Recherche centre de Physique théorique de Grenoble-Alpes, Labex Alliances, Nanosciences, Énergies du futur

M. Antoine Georges a donné ses cours sur : Ingénierie quantique des matériaux et dispositifs à fortes corrélations électroniques

4 Mai Introduction à la physique des matériaux à fortes corrélations électroniques
18 Mai
Hétérostructures, contrôle par la lumière : vers de nouvelles fonctionnalités des oxydes
1 Juin
Effets thermoélectriques: des matériaux aux petits systèmes quantiques


Ces cours ont eu lieu :
Amphithéâtre du Polygone Scientifique – CNRS
Bâtiment A – 3e étage
25 rue des Martyrs
Grenoble

Affiche  [244.0Ko]

Résumé des cours

Cette année, tous les cours ont eu lieu à Grenoble, dans le cadre et à l’invitation de l’Université Grenoble-Alpes, et du Labex « Alliances – Nanosciences Energies du Futur » (LANEF). L’enseignement avait pour intitulé général : « Ingénierie quantique des matériaux et dispositifs à fortes corrélations électroniques ». Il était divisé en trois parties, comprenant chacune trois heures d’enseignement.

La première partie, intitulée « Introduction à la physique des matériaux à fortes corrélations électroniques » a d’abord introduit quelques concepts clés de la physique des fortes corrélations électroniques, comme le blocage de Coulomb et la transition de Mott. Puis, on s’est attaché à décrire la physique des impuretés magnétiques dans les métaux (effet Kondo) ainsi que leurs conséquences pour le blocage de Coulomb dans les dispositifs nanoélectroniques de type « points quantiques ». Un troisième cours a introduit la description de la transition de Mott fondée sur la théorie de champ moyen dynamique.

La seconde partie, intitulée « Hétéro-structures, contrôle par la lumière : vers de nouvelles fonctionnalités des oxydes » avait pour but de décrire les avancées récentes permettant le contrôle des fonctionnalités des oxydes de métaux de transition. Après une introduction générale aux propriétés et à la structure électronique de ces matériaux, on a montré comment l’élaboration d’hétéro-structures et de films minces de haute qualité permet le contrôle par les contraintes (en compression ou en tension), ou par le dopage grâce aux liquides ioniques, tout en permettant aussi de combiner les fonctionnalités de plusieurs matériaux différents. L’exemple des oxydes de nickel RNiO3 a été particulièrement développé, ainsi que les avancées théoriques récentes concernant la transition métal-isolant de ces matériaux. Le troisième cours a abordé les développements récents permettant de contrôler de manière sélective par des impulsions Tera-Hertz les propriétés structurales et électroniques de matériaux aux propriétés remarquables (manganites, cuprates, nickelates), le mécanisme sous-jacent étant un couplage anharmonique entre phonons optiques et Raman (« phononique non-linéaire »).

Enfin, la troisième partie concernait les « Effets thermoélectriques : des matériaux aux petits systèmes quantiques ». Un premier cours a décrit les bases fondamentales du domaine. Dans un deuxième cours, le formalisme de Landauer pour le transport thermoélectrique mésoscopique a été introduit, avec des applications aux effets thermoélectriques dans les dispositifs mésoscopiques, qui ont connu un regain d’intérêt récent. Enfin le dernier cours a été consacré aux effets couplant transport de particules et d’entropie dans les gaz d’atomes froids et aux expériences récentes sur ce sujet (en liaison avec des récentes contributions de l’équipe de chaire, impliquant également une collaboration avec l’équipe de T.Esslinger et J-P.Brantut à l’ETH).