Structure et dynamique des états électroniques dans les matériaux quantiques stratifiés

Structure and dynamics of Electronic states in layered quantum materials

• Auteur / Autrice : Weiyan Qi
• Direction : Luca Perfetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 18/09/2025
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des solides irradiés (Palaiseau, Essonne) - Laboratoire des Solides Irradiés - Irradiated Solids Laboratory
• Jury : Président / Présidente : Fausto Sirotti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charlotte Sanders, Niels Schröter, Samuel Beaulieu, Marta Zonno
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Charlotte Sanders, Niels Schröter

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photoélectrons

Matière condensée

Photoémission

Spectroscopie de photoélectrons

Tantale

Pérovskites

Mots clés libres

1T-TaS2

Pérovskite 2D

Ultrarapide

Arpes

1T-TaS2

2D Perovskite

Ultrafast

Arpes

Résumé

Les semi-conducteur et métaux lamellaires possèdent des structures de bandes et des propriétés physiques uniques,qui les distinguent des matériaux tridimensionnels, suscitant un large intérêt de recherche au cours des dernières décennies. Ces caractéristiques distinctives proviennent des fortes liaisons atomiques intracouches et des interactions inter-couches relativement faibles. Par conséquent, modifier les types d'atomes, les structures intralayers, les interactions inter-couches, voire empiler différents types de matériaux peut fondamentalement changer les propriétés physiques macroscopiques du système.Cette thèse se concentre sur les propriétés de structure électronique de deux classes représentatives de matériaux en couches : les dichalcogénures de métaux de transition(TMDs) et les pérovskites bidimensionnelles. En utilisant la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) et son extension temporelle(tr-ARPES), en combinaison avec la diffraction électronique, la spectroscopie Raman et les mesures de réflectivité transitoire, nous étudions systématiquement les effets électroniques à plusieurs corps, les transitions chirales de super-réseaux et les phénomènes de couplage électron-phonon dans ces matériaux

Layered materials possess uniqueband structures and physical properties thatdistinguish them from three-dimensionalmaterials, attracting widespread researchinterest over the past decades. These distinctivefeatures arise from the strong intralayer atomicbonding and relatively weak interlayerinteractions. Therefore, tuning the atom types,intralayer structures, the interlayer interactions,or even stacking different types of materialscan fundamentally change the macroscopicphysical properties of the system.This thesis focuses on the electronic structureproperties of two representative classes oflayered materials: transition metaldichalcogenides (TMDs) and two dimensionalperovskites. Using angle-resolvedphotoemission spectroscopy (ARPES) and itstime-resolved extension (tr-ARPES), incombination with electron diffraction, Ramanspectroscopy, and transient reflectivitymeasurements, we systematically investigatecomplex electronic many body effects, chiralsuperlattice switching, and electron phononcoupling phenomena in these materials