Comment as-tu entendu parler du projet ?
C’est par le programme Erasmus+ de master MaMaSELF+ (Master in Materials Science Exploring Large-scale Facilities), auquel j’ai participé et que l’offre m’a été transmise. Je m’imaginais plutôt effectuer une thèse hors de France, mais le projet financé par l’institut correspondait parfaitement à ma formation et proposait une recherche fondamentale originale et peu explorée. Je venais de consacrer mon mémoire de Master à l’étude de la propagation d’ondes magnétiques (ondes de spin) dans des nanostructures hybrides ferromagnétiques et supraconductrices.  Et mon programme de Master est consacré à l’étude des matériaux sur grands instruments (réacteurs à neutrons, synchrotrons, accélérateurs linéaires, etc.). Le sujet de thèse du projet iMAT consiste justement à comprendre des phénomènes magnétiques originaux (glaces de spins, liquides de spins) présents dans une série de matériaux appelés pyrochlores titanates de terres rares, grâce à la diffusion résonante inélastique des rayons X (RIXS), une méthode de spectroscopie disponible uniquement sur sources synchrotrons ! J’allais pouvoir développer de nouvelles compétences et explorer un nouveau champ de recherche tout en continuant d’étudier des sujets qui me passionnent depuis longtemps.

Les projets de l’institut sont généralement portés par deux laboratoires. Est-ce le cas ?
Effectivement, ce travail de recherche est porté par Gheorghe Sorin Chiuzbăian du LCPMR et Amélie Juhin de l’IMPMC. Sorin est spécialiste de la méthode d’observation, la spectroscopie RIXS : il a développé un outil propice à l’étude des terres rares qui nous fournit des données indispensables à la compréhension des phénomènes qui nous intéressent. Cet outil est disponible au synchrotron SOLEIL de Saclay. Mais les spectres RIXS obtenus sont extrêmement complexes et seul un traitement théorique avancé nous permet de correctement les exploiter. Cette compétence indispensable pour décrypter les résultats est apportée par Amélie Juhin : elle est spécialiste de calculs dans la théorie des multiplets en champs de ligands, la théorie que nous utilisons pour reproduire les spectres RIXS de nos systèmes pyrochlores.

Comment s’est passée ton arrivée dans les laboratoires ?
Je travaille principalement au LCPMR où mon intégration s’est très bien passée, d’autant que je suis arrivé en même temps que d’autres doctorant.e.s : nous partageons un même rythme, nos questions et nos connaissances, c’est très agréable humainement et riche scientifiquement. Je me déplace aussi à l’IMPMC très régulièrement pour discuter avec Amélie Juhin et d’autres collègues impliqués dans le projet. La Proximité de mes deux laboratoires d’encadrement est vraiment agréable au quotidien.

Comment se sont déroulés les premiers mois ?
Les six premiers mois ont été consacrés à une grosse étude bibliographique ainsi qu’aux calculs et simulations dans le cas du pyrochlore titanate d’ytterbium, l’un des matériaux de notre série. Étant donné que Gheorghe S. Chiuzbăian avait précédemment récolté des données expérimentales des systèmes que l’on étudie, je pouvais déjà comparer mes simulations. Le but est de choisir et d’améliorer un modèle théorique, et si besoin de justifier nos besoins complémentaires en expériences : l’accès au synchrotron SOLEIL est compliqué. Il y a de nombreuses demandes et les périodes d’expériences (appelés « temps de faisceaux ») sont accordées avec parcimonie après une importante étude de nos projets d’expériences. Le dépôt de ces projets n’est possible qu’une seule fois tous les 6 mois.

Aujourd’hui, je poursuis mes calculs et nous sommes en cours de rédaction d’un premier article scientifique sur le traitement les données initiales, donc dans le cadre du cristal de pyrochlore titanate d’ytterbium. Dès qu’un temps de faisceau nous sera accordé, nous pourrons consolider nos données et étendre nos calculs aux autres matériaux de la série, puis communiquer nos progrès dans de nouvelles publications.