Modélisation de la dynamique de spin induite par courant dans de nouveaux objets topologiques // current-induced spin dynamics modelling of novel topological objects

Topic description

Les skyrmions compensés (CSk) sont de nouvelles textures magnétiques topologiques caractérisées par une aimantation nette nulle, que l'on rencontre dans les antiferromagnétiques (AF) et les altermagnétiques (AM). Ils suscitent un intérêt croissant en raison de la richesse de leur physique de spin et de leur potentiel en tant que porteurs d'information pour les futures technologies de spintronique classique et quantique. En levant récemment le verrou de la nucléation des skyrmions dans les aimants compensés, nous avons ouvert la voie à l'exploration de questions jusqu'ici inaccessibles. L'une d'elles concerne le transfert de moment angulaire entre les électrons de conduction et les CSk, ainsi que la dynamique de spin qui en résulte et les éventuelles déformations morphologiques de ces textures.
Ce projet vise à étudier ces phénomènes à l'aide de simulations de dynamique de spins à l'échelle atomistique, permettant d'analyser les couples induits par le courant et les dynamiques ultrarapides à l'échelle atomique. L'étude portera sur deux systèmes représentatifs, pour lesquels le vecteur de Néel et les paramètres topologiques peuvent être définis et suivis sans ambiguïté. Le modèle microscopique de spins sera paramétré à partir de calculs ab initio.
Le projet s'appuie sur l'expertise complémentaire de SPINTEC et de l'Institut Néel dans la modélisation de la spintronique antiferromagnétique et altermagnétique, ainsi que sur le rôle de premier plan de l'Université de York dans le développement d'outils de simulation atomistique.
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Compensated skyrmions (CSk) are novel topological magnetic textures with zero net magnetization, found in antiferromagnets (AF) and altermagnets (AM). They have recently attracted strong interest due to their rich spin physics and their potential as particle-like information carriers for future classical and quantum spintronic technologies. By recently overcoming the challenge of Sk nucleation in compensated magnets, we have opened the door to exploring previously inaccessible questions. One such questions concerns the transfer of angular momentum between conduction electrons and CSk, and the resulting spin dynamics and possible morphological distortions.
This project will address these questions using ab initio atomistic spin dynamics, which allows us to investigate current-driven torques and ultrafast dynamics at the atomic scale. Our study will focus on two representative systems, where the Néel-vector and topological parameters can be unambiguously defined and monitored. We will parameterize the microscopic spin model from ab initio calculations.
The project leverages the complementary expertise of SPINTEC and Institut Néel in AF and AM spintronics modelling, alongside the Uni. of York's leading role in the development of atomistic simulation tools.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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Concours pour un contrat doctoral