Impact of symmetry of oxygen vacancies on electronic transport in MgO-based magnetic tunnel junctions
Effet de la symétrie des lacunes d'oxigène dans MgO sur le transport électronique polarisé en spin
Spintronique
Jonction tunnel magnétique
Magnétorésistance tunnel
Lacunes d'oxygène
Transport balistique
Théorie fonctionnelle de la densité
Spintronics
Magnetic tunnel junction
Tunnel magnetoresistance,
Oxygen vacancies
Density functionl theory
Ballistic transport
537.62
Hétérostructures
Semiconducteurs -- Jonctions
Effet tunnel
Magnétorésistance
Électrodes à oxygène
En spintronique, l’étude des hétérostructures multicouches composées d'une électrode ferromagnétique et d'une couche isolante mince, c'est-à-dire des jonctions tunnel magnétiques (JTM), est particulièrement importante. Le système canonique est le Fe/MgO/Fe où les hautes valeurs du rapport de la magnétoresistance tunnel (TMR) ont été mesurées. Le facteur crucial définissant la performance de la jonction est l’imperfection structurelle dans un dispositif réel. Dans notre travail, nous nous sommes concentrés sur des lacunes d'oxygène dans MgO. Au moyen de la théorie de la fonctionnelle de densité, nous avons étudié les propriétés électroniques de l'état fondamental des lacunes d'oxygène simples et doubles dans MgO massif, appelées respectivement centres F et M. Nous avons ensuite étudié l'impact de ces lacunes sur le transport balistique dans les jonctions magnétiques. Nous avons démontré le rôle supérieur joué par les centres M et nous avons prouvé qu'un transport cohérent, préservant le spin et la symétrie des électrons, est possible en présence de centres M.
In sprintronics, the study of multilayer heterostructures composed of a ferromagnetic electrodes and a thin insulating layer, i.e. magnetic tunnel junctions (MTJs), is of special importance. The canonical systems are MTJs made of Fe/MgO/Fe where hight tunneling mangetoresistance ratio (TMR) values were measured. The crucial factor defining the junction performance is the structural imperfection appearing in a real devices. In our work we focused in particular on oxygen vacancies in MgO. By means of density functional theory we studied ground state electronic properties of single and double oxygen vacancies, referred as F and M centers, respectively, in bulk MgO. We then switched to full junctions where we investigated the impact of vacancies on the ballistic transport. We demonstrated that M centers played a superior role and proved that coherent transport, preserving electrons spin and symmetry, is possible in presence of paired vacancies.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
fr
PDF
63278595
Université de Strasbourg
Strasbourg
2018-12-31
https://theses.hal.science/tel-01820642
application/pdf
60677650
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https://theses.hal.science/tel-01820642
Taudul
Beata
1989-07-23
PL
226691888
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2017STRAE042
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2017-12-12
Physique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Alouani
Mébarek
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Dayen
Jean-François
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
191000442
191000442
Smogunov
Alexander
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189548746
Biermann
Silke
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École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
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Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
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Alouani
Mébarek
Dayen
Jean-François
Smogunov
Alexander
Biermann
Silke
École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
PDF
63278595