Le champ magnétique est essentiel pour la compréhension de notre système solaire et du géomagnétisme terrestre, ainsi que pour l'étude des éruptions solaires et de leur impact sur la Terre et nos infrastructures technologiques. Toutes les missions spatiales destinées à l'exploration du système solaire ou à la surveillance de notre environnement spatial embarquent des magnétomètres, qui ont une excellente résolution mais sont très lourds et encombrants. Ils ne sont donc pas adaptés aux nouveaux satellites miniatures (Cubesat) qui vont révolutionner l'exploration spatiale. C'est pourquoi le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) soutient le développement de nouveaux capteurs pour la mesure des champs magnétiques dans l'espace.
Dans ce contexte, Spintec et le Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace (LPC2E, Orléans) travaillent ensemble dans le cadre d'un partenariat de longue date pour développer un capteur miniature unique avec une réduction de masse d'un facteur de 10 à 20 et avec une détectivité aussi bonne ou meilleure. Le capteur que nous proposons combine une jonction tunnel magnétique comme élément sensible du capteur, un concentrateur de flux pour amplifier le champ à mesurer et une technique de modulation pour réduire le bruit du capteur. Enfin, une boucle de rétroaction assure la linéarité et l'immunité à la dérive thermique. La jonction tunnel magnétique et les concentrateurs de flux sont déjà optimisés et la prochaine étape consiste à mettre en oeuvre la technique de modulation afin de réduire davantage le bruit du capteur et d'atteindre la détectivité requise de ~ 0,1 - 1 pT/sqrt(Hz), ce qui constitue l'objet de ce poste. Activités
Le projet post-doctoral se concentrera sur le développement de la modulation à l'aide d'une technique de découpage du champ magnétique. Deux voies innovantes seront explorées.
(i) La première solution consiste à développer un « court-circuit » magnétique contrôlable électriquement dans l'entrefer du concentrateur de flux qui piégerait les lignes de champ ; ce commutateur magnétique serait ouvert et fermé à haute fréquence pour couper le champ.
Ce commutateur magnétique s'ouvrirait et se fermerait à haute fréquence pour couper le champ. Ce commutateur serait constitué d'une combinaison d'un matériau piézoélectrique et d'un matériau magnétostrictif pour accorder électriquement la susceptibilité du commutateur magnétique.
(ii) La deuxième solution consiste à utiliser un système micro-électromécanique (MEMS) : la jonction sera placée sur une poutre vibrante qui entre et sort de l'entrefer du concentrateur de flux. Ces méthodes de découpage seront développées en collaboration avec les équipes de l'IEMN à Lille et du C2N à Saclay.
Les MTJs, déposées et modelées à Spintec, seront disponibles pour les études de modulation. Le processus de fabrication et les caractérisations seront effectués à Spintec (magnétisme, magnétotransport, mesures de bruit standard) et au LPC2E (mesures de bruit avancées et tests de modulation), avec des séjours possibles à l'IEMN et au C2N.
Compétences
Le.la candidat.e doit être titulaire d'un doctorat en physique, avec une bonne connaissance du magnétisme, de la spintronique et une expérience sur les multiferroïques artificielles ou les MEMS. Une expérience préalable en salle blanche sera fortement appréciée. Le.la candidat.e retenu.e rejoindra l'équipe « Capteurs magnétiques » de Spintec et le laboratoire LPC2E. La durée du contrat peut aller jusqu'à 18 mois avec possibilité d'extension.
Contexte de travail
Les laboratoires LPC2E CNRS Orléans et SPINTEC CNRS Grenoble et travaillent en collaboration depuis plusieurs années sur ce projet de R&T. Le.la chercheur.se travaillera au sein d'une équipe de 5 personnes issues des 2 laboratoires. Il/Elle sera affecté(e) au laboratoire SPINTEC CNRS Grenoble situé sur le site du CEA.
Temps de travail : temps plein - horaires variables - télétravail possible dans le cadre CNRS
avantages : participation à la mutuelle, forfait mobilité durable, télétravail, action sociale (garde d'enfants, sport et loisirs, billetterie)
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