Les isolants topologiques sont des isolants qui présentent des états conducteurs aux interfaces, protégés de la dissipation par certaines symétries du système. Les matériaux que nous étudions sont les sels de plomb (PbSnSe/Te) qui sont des isolants topologiques cristallins. Ces matériaux constituent un modèle versatile permettant de contrôler la topologie par des moyens tels que la contrainte, l’hybridation des états d’interface ou le champ magnétique, ce qui n’est pas possible dans les isolants topologiques conventionnels. Nous apportons une approche à plusieurs niveaux qui nous permet de déterminer et de concevoir la structure électronique et la topologie des bandes en utilisant la magnéto-spectroscopie infrarouge combinée à la théorie k.p. Depuis 2019, avec nos collaborateurs autrichiens, nous avons acquis un savoir-faire en matière de croissance de haute qualité de systèmes de multi puits quantiques à base de Pb(Sn)Se/PbEuSe. Cela a conduit i) à l’ingénierie de minibandes topologiques dans des super-réseaux artificiels, révélant que ces minibandes émergent de l’hybridation entre les états d’interface topologiques ii) à la première construction expérimentale du diagramme de phase des puits quantiques topologiques, fournissant un nouvel état topologique quasi tridimensionnel qui offre de nouvelles perspectives pour obtenir et contrôler un spin sans dissipation ; et iii) à la première preuve spectroscopique du spectre relativiste de Volkov-Pankratov dans une hétérojonction qui passe progressivement d’un caractère topologiquement triviale à un caractère non topologiquement triviale, démontrant que fermions de Dirac et de Weyl peuvent coexister sur une interface unique.
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ASTROPHYSIQUE, COSMOLOGIE ET GRAVITATION
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