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Transport dans des multicouches à asymétrie d’inversion - Etude et utilisation pour des applications mémoire

Vendredi 4 septembre 2015 14:00 - Duree : 2 heures 30 minutes
Lieu : Amphithéâtre du CNRS bâtiment A, 3ème étage - 25 rue des Martyrs – Grenoble

Orateur : Soutenance d'HDR de Gilles GAUDIN

Manipuler l’aimantation d’une couche magnétique au moyen d’un courant et non plus d’un champ magnétique ouvre de très nombreuses perspectives en terme d’applications. Dans l’approche standard, STT, cette manipulation se fait au moyen d’un transfert de moment magnétique angulaire entre l’aimantation locale et le courant, polarisé en spin par son passage au travers d’une seconde couche magnétique adjacente. Il existe cependant une autre source de laquelle du moment angulaire peut être extrait pour être ensuite transféré à l’aimantation locale : le réseau, via l’interaction spin orbite. Cette interaction à l’origine de nombreux phénomènes tels que l’anisotropie magnéto-cristalline ou encore l’amortissement, révèle de nouveaux effets lorsque la couche magnétique à laquelle on s’intéresse est placée en sandwich entre deux matériaux non magnétiques différents. La brisure de symétrie d’inversion ainsi créée est à l’origine de l’existence de couples additionnels agissant sur l’aimantation locale en présence d’un courant électrique, les couples de spin orbite, SOT, mais aussi de termes énergétiques et dissipatifs pouvant modifier à la fois la structure magnétique et son comportement dynamique. Des déplacements de parois de domaine à grande vitesse et dans le sens contraire à celui des électrons, en désaccord avec les modèles STT, ont été à l’origine de la mise en évidence de ces couples de spin orbite. Ces mêmes expériences ont permis de faire l’hypothèse d’un terme énergétique chiral additionnel modifiant la structure à l’équilibre de l’aimantation, l’interaction Dzyaloshinskii-Moriya, dont l’existence a depuis été confirmée dans certains empilements. En reprenant ces expériences sur des échantillons pour lesquels l’asymétrie est moins marquée, le pendant de cette interaction pour l’aspect dissipatif, un amortissement chiral, a été mis en évidence. Les couples de spin orbite permettent de retourner une aimantation au moyen d’un courant injecté non plus perpendiculairement au plan des couches mais dans le plan de celle-ci. Ce retournement peut être très rapide, >200ps. Basé sur ces caractéristiques une nouvelle géométrie de MRAM, les SOT-MRAM, est développée en visant un remplacement des SRAMs dans les mémoires caches de haut niveau.

Contact : rachel.mauduit@cea.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (INAC/SPINTEC)
Nature évènement : (Soutenance HDR)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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