Le Laboratoire de Physique des Solides (LPS) a le plaisir d’annoncer qu’Antoine Gallo–Frantz est lauréat du prix de thèse 2026 décerné par le groupe thématique Physique de l’Association Française de Cristallographie (AFC).
Sa thèse, intitulée « Contrôle des propriétés électroniques des matériaux quasi-2D sous contraintes biaxiales », a été réalisée au LPS à Orsay, sous la direction de David Le Bolloc’h et Vincent Jacques. Elle s’inscrit dans un contexte de recherche particulièrement actif visant à explorer et contrôler les propriétés fondamentales et applicatives des matériaux en jouant sur différents paramètres physiques.
Une approche originale pour explorer les propriétés des matériaux
Dans la recherche de nouvelles propriétés des matériaux, l’exploration des diagrammes de phase repose classiquement sur des paramètres tels que la température, la pression, les champs magnétiques et électriques, ou encore le dopage chimique. Plus récemment, le développement de techniques permettant d’appliquer des contraintes mécaniques anisotropes ouvre de nouvelles perspectives, révélant des effets remarquables dans divers cristaux électroniques.
C’est dans ce cadre que s’inscrivent les travaux d’Antoine Gallo–Frantz, qui a développé un dispositif expérimental innovant permettant d’appliquer des contraintes mécaniques uni-axiales et biaxiales à température cryogénique, sur des monocristaux comme sur des polycristaux.
Un dispositif expérimental unique
Au cœur de cette thèse se trouve la conception et la réalisation, au LPS, d’un dispositif original en forme de croix, capable de déformer un échantillon selon deux directions perpendiculaires. Monté sur un cryostat, il permet des expériences sur une large gamme de températures.
Le système est complété par un dôme en PEEK transparent aux rayons X, rendant possible l’étude in situ de la structure cristalline par diffraction des rayons X, tout en couplant ces mesures à des expériences de transport électronique.
Comprendre le lien entre structure et propriétés électroniques
Les travaux de thèse visent à mieux comprendre le lien entre structure cristalline et propriétés électroniques, en particulier dans des composés quasi bidimensionnels présentant des instabilités électroniques comme les ondes de densité de charge (ODC).
Une combinaison originale de techniques expérimentales est mise en œuvre :
- diffraction des rayons X (en laboratoire et sur grands instruments),
- mesures de résistivité électrique.
Cette approche permet de suivre simultanément les modifications structurales et les transitions électroniques induites par la contrainte mécanique.
Résultats marquants sur le composé TbTe₃
L’étude du composé TbTe₃ met en évidence des effets spectaculaires :
- une contrainte modérée suffit à inverser le rapport des paramètres de maille dans le plan cristallin,
- cette inversion entraîne une transition d’orientation des ondes de densité de charge,
- une phase de coexistence des deux ordres apparaît lorsque les paramètres cristallins deviennent équivalents.
Ces résultats illustrent le rôle clé des contraintes mécaniques dans le contrôle des propriétés électroniques et ouvrent de nouvelles voies pour l’ingénierie des matériaux quantiques.
En savoir plus
Les lauréats présentent leurs travaux sur la page dédiée de l’AFC.
Retrouvez également l’ensemble des lauréats des prix de thèse de l’AFC depuis 2009 dans la rubrique « Prix de thèse » du site de l’association.