Skyrmions dans le graphène sous fort champ – GraphSkyrm

Le but du projet est une étude expérimentale et théorique des skrymions (textures de spin topologiques) dans des systèmes à effet Hall quantique (électrons 2D dans un champ magnétique fort). Plus spécifiquement, nous étudierons, par la microscopie à effet tunnel résolue en spin, des skyrmions dans le graphène, où un autre "pseudospin" dû à la double dégénérescence de vallée accompagne le spin physique des électrons. Le graphène offre ainsi l'unique possibilité d'étudier des skyrmions combinant les deux types de spin dans des textures plus exotiques, des skyrmions SU(4). De premiers résultats théoriques indiquent une signature claire de ces skyrmions dans l'occupation électronique des sous-réseaux, accessible spectroscopiquement. En effet, les électrons du niveau de Landau zéro, qui nous intéressent plus particulièrement ici, sont caractérisés par un pseudospin qui coincide avec le sous-réseau -- un skyrmion de pseudospin est ainsi équivalent à une texture dans l'occupation de sous-réseau. Afin d' identifier clairement les skyrmions SU(4), on a besoin d'une analyse détaillée des effets de désordre ainsi que des mécanismes de piégeage. Cette étude ainsi qu'une étude et mesure des ondes de spin autour des skyrmions est une partie centrale de ce projet. À plus long terme, nous envisageons l'étude de ces textures au bord de l'échantillon. Les expériences seront menées à l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle, Allemagne, tandis que la composante française (CNRS) au LPS, Orsay, fournira les études théoriques nécessaires.