Effets d’accumulation de spin et de magnétorésistance dans des nanostructures latérales

Orateur : Soutenance de Thèse de Gilles ZAHND

La spintronique est principalement basée sur le phénomène d’accumulation de spin, inhérent à la circulation d’un couran t électrique aux interfaces entre des matériaux ferromagnétiques et non magnétiques. Ces accumulations sont classiquement obtenues dans des empilements multicouches pour lesquels les épaisseurs des couches sont inférieures aux longueurs caractéristiques du transport dépendant en spin. Il est ainsi possible de générer dans ces multicouches des effets de magnétorésistance ou de transfert de spin. Le développement de procédés de nanofabrication permet aujourd’hui de créer des nanodispositifs dont les dimensions latérales sont inférieures aux longueurs caractéristiques du transport dépendant en spin, et donc de mettre en jeu ces mêmes phénomènes. Au cours de ma thèse j’ai étudié différentes nanostructures latérales F/N, montrant qu’il est possible de tirer avantage de la géométrie tridimensionnelle des structures et des différentes orientations possibles des spins injectés. Des études de transport ont en particulier été réalisées dans les régimes colinéaires et non colinéaires, afin d’étudier les conséquences de la non-colinéarité sur les effets d’accumulation de spin et de magnétorésistance. Après un chapitre d’introduction au transport électronique dépendant en spin, le second démontre l’intérêt de l’utilisation de l’alliage CoFe dans la réalisation de structures latérales. Le troisième chapitre explore les nouvelles opportunités offertes par les structures latérales dans le cas du transport colinéaire. Le cas non-colinéaire du transport de spin au travers d’un matériau ferromagnétique est ensuite examiné à l’aide de mesures d’absorption de spin et de mesures d’effet Hanle. Enfin, l’exploitation des purs courants de spin en vue de réaliser des structures fonctionnelles à effets de magnétorésistance est étudiée au cours des Chapitres V et VI. Des nanostructures dont la géométrie tire parti des trois directions de l’espace, basées sur un transport de spin à la fois vertical et latéral, sont notamment présentée dans le Chapitre VI.

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