We report on the observation and comprehensive study of the terahertz radiation induced magneto-photogalvanic effect (MPGE) in bulk CdHgTe crystals hosting Kane fermions. The MPGE has been detected in CdxHg1-xTe films with Cd contents x = 0.15 and 0.22 subjected to an in-plane magnetic field. At liquid helium temperature we observed multiple resonances in MPGE current upon variation of magnetic field. In the x = 0.22 with noninverted band structure, the resonances are caused by cyclotron resonance (CR) and photoionization of an impurity level. In the x = 0.15 films with an inverted band structure, they originate from the CR and interband optical transitions. Band structure calculated by the Kane model perfectly describes positions of all resonances. In particularly, the resonant MPGE caused by interband transitions excited by THz radiation is caused by the gapless energy spectrum of Kane fermions realized in materials with certain Cd contents and temperature range. In addition to the resonant MPGE current we detected a nonresonant one due to indirect optical transitions (Drude-like). This contribution has a nonmonotonic magnetic field dependence increasing linearly at low magnetic field B, approaching a maximum at moderate field and decreasing at high B. While the nonresonant MPGE decreases drastically with increasing temperature, it is well measurable up to room temperature. The developed theory demonstrates that the MPGE current arises due to cubic in momentum spin-dependent terms in the scattering probability. The asymmetry caused by these effects results in a pure spin current which is converted into an electric current due to the Zeeman effect

Cette thèse présente une étude expérimentale des propriétés électroniques du graphène encapsulé par du nitrure de bore hexagonal (h-BN), utilisant des mesures de transport et des techniques de magnéto-photoconductivité.La résistivité dépendante de la température dans le graphène monocouche et bicouche encapsulé par h-BN a été étudiée en fonction de la tension de grille pour un dopage élevé (entre -4 x 10^12 cm^-2 et 5 x 10^12 cm^-2). Nous avons étudié en détail l'influence de la diffusion des électrons par les phonons. Nous avons trouvé des comportements distincts de diffusion par phonons acoustiques dans le graphène monocouche et bicouche. À basse température (inférieure à 100 K), la diffusion est dominée par les phonons acoustiques, avec un paramètre de diffusion indépendant du dopage alpha d'environ 0.05 Ω/K dans la monocouche. Ensuite, pour des températures supérieures à 150K, la diffusion par phonons optiques commence à dominer la dépendance en température de la résistivité à toutes les densités de porteurs dans les deux systèmes. Tous ces résultats sont soutenus par un modèle théorique. Les petites différences entre la théorie et l'expérience sont discutées.Des mesures de magnéto-photoconductivité térahertz dans le graphène monocouche encapsulé par MoS2 et h-BN ont été effectuées à basse température (1.7 K). Cette analyse se concentre sur la Résonance de Spin Électronique Détectée par Phototension (PDESR). Jusqu'à 4 résonances ont été observées. Nous avons d'abord étudié en détail leur dépendance en fréquence, ce qui a donné un facteur g de 1.98. De plus, nous avons déterminé la séparation à champ nul dans le graphène, avec le gap spin-orbite intrinsèque (ISO) ΔI ∼ 45 μeV et la séparation de sous-réseau Δγ ∼ 18 μeV. Nous avons ensuite étudié l'origine de ce PDESR. Nous avons observé une diminution de l'amplitude du signal à l'approche de la condition de résonance de spin électronique (ESR). L'origine du signal PDESR est interprétée comme une diminution de la polarisation de spin du système due à la recombinaison dépendante du spin des photoporteurs, soutenue par la dépendance du signal en fonction de la puissance et du courant injecté.