Magnétisme Orbital des Fermions de Dirac – DIRACFORMAG

Les propriétés électroniques du graphène ont suscité un très vif intérêt du à son spectre électronique décrit par des cônes de Dirac. Il en résulte des propriétés de transport spectaculaires pour ce nouveau matériau bidimensionnel abondamment étudiées sur le plan expérimental. Par contre le magnétisme orbital du graphène n'a jamais encore été exploré expérimentalement alors qu'il existe des prédictions théoriques montrant que cette quantité thermodynamique permet de révéler des propriétés non accessibles à travers des mesures de transport. En particulier, il a été montré que le graphène présente un très grand diamagnétisme orbital à demi-remplissage alors que la densité d'états s'annule. Le signe et la nature de la singularité de ce diamagnétisme orbital sont reliés aux propriétés topologiques des fonctions d'onde et en particulier à la phase de Berry. Ce magnétisme orbital et sa dépendance en fonction de la position du niveau de Fermi n'ont jamais été mesurés expérimentalement. Le but de ce projet de recherche fondamentale est d'explorer ce magnétisme orbital sur les plan théorique et expérimental, aussi bien sur le graphène que les composés analogues à spectre de Dirac. Outre les effets de structure de bandes et de phase de Berry, il est aussi envisagé d'explorer les effets de cohérence quantique et d'interactions coulombiennes.