Arthur MargueriteTransport thermique des phonons
La recherche d'Arthur Marguerite explore les phénomènes électroniques et thermiques dans la matière solide aux petites échelles et basses températures. Il combine des approches de transport macroscopique avec le développement de sondes d’imagerie microscopique. Après une thèse (2014-2017) réalisée au Laboratoire Pierre Aigrain (ancien Laboratoire de physique de l'ENS-PSL) à Paris, où il a étudié les interférences quantiques entre électrons uniques dans des phases d’effet Hall quantique, il a effectué un séjour postdoctoral au Weizmann Institute à Rehovot. Grâce à une technique unique de microscopie par sonde locale, il a pu étudier localement la dissipation du courant dans le graphène sur des impuretés. Il a ensuite fait un second postdoctorat au Collège de France à Paris dans l’équipe Jeunes chercheurs pour travailler sur les contacts atomiques supraconducteurs. En 2022, il a rejoint le Laboratoire de physique et études des matériaux (LPEM, CNRS / ESPCI - PSL) comme chargé de recherche CNRS. Il y étudie le transport thermique des phonons (les vibrations élémentaires des atomes dans la matière) et se concentre sur la construction d’un microscope à SQUID sur pointe pour sonder la température à l’échelle quasi-nanométrique.
THERMOSCOPY - Local Imaging of the flow of heat and phonons
Une gestion efficace de la chaleur est essentielle pour l'électronique moderne afin d'assurer de bonnes performances et une consommation d'énergie réduite. Bien que le modèle de Fourier1 , vieux de deux siècles, soit un bon outil pour la modélisation de la diffusion de la chaleur, notamment dans les solides homogènes et à température ambiante, il n'est pas adapté aux temps courts et aux petites longueurs, des limites qui surviennent notamment dans l’électronique miniaturisée moderne.
Ce projet a pour objectif de visualiser les limites de cette loi de Fourier, ouvrant ainsi la voie à l'élaboration d'un modèle de propagation de la chaleur plus complet et physiquement plus satisfaisant. Ce projet étudiera en particulier un régime de transport de chaleur qui a récemment attiré l'attention dans la communauté scientifique : le régime hydrodynamique visqueux. Pour cela, il sera nécessaire de construire un thermomètre très sensible et à haute résolution spatiale afin d'analyser la propagation de la chaleur à l'échelle quasi-nanométrique.
Cet outil, appelé SQUID sur pointe, est unique en son genre. Il est le seul à offrir une telle résolution thermique et spatiale, et à pouvoir fonctionner à basse température (quelques degrés au-dessus du zéro absolu), là où la plupart des phénomènes hydrodynamiques visqueux et d'autres phénomènes de propagation de chaleur non-Fourier sont observés. Ce projet mettra en lumière les mécanismes microscopiques sous-jacents responsables du transport de la chaleur, offrant ainsi une meilleure compréhension de la nature complexe de la propagation de la chaleur dans les matériaux à l'échelle nanométrique.
- 1La loi de Fourier décrit comment la chaleur se déplace à travers un matériau. Elle dit que la chaleur se diffuse des zones chaudes vers les zones froides à un rythme proportionnel à la différence de température. Cette loi est utilisée pour modéliser la distribution de la chaleur dans les matériaux.
Fonction
Chercheur CNRS, Laboratoire de physique et études des matériaux (LPEM, CNRS / ESPCI - PSL)