Couches ultra-minces d’oxyde multifonctionnel pour des applications en spintronique
Langue Anglais
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Auteur : Homkar (Homkar), Suvidyakumar
Date de soutenance : 15-12-2020

Directeur(s) de thèse : Viart, Nathalie

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Sciences des matériaux
Classification : Physique, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Spintronique, Couches ultra-mince, GFO, Anisotropie, SHG, L'effet de Hall de spin, Couplage spin-orbite
Mots-clés :
  • Spintronique
  • Matériaux multiferroïques
  • Couches minces ferroélectriques - Propriétés magnétiques
Résumé : Le contexte de ce travail est le développement de dispositifs de spintronique à faible consommation d'énergie. Le projet vise à explorer les possibilités de contrôle de l’aimantation d'un oxyde multiferroïque et magnétoélectrique à température ambiante, le Ga0.6Fe1.4O3 (GFO), sans champ magnétique, en associant des mécanismes de retournement magnétoélectrique à ceux dûs à un couple spin-orbite. Cet objectif nécessite l'utilisation de couches ultra-minces de GFO, dont l'étude n'avait jamais été faite auparavant. Dans un premier temps, nous avons étudié les propriétés structurales, magnétiques et électriques de couches minces de GFO épitaxiées sur des substrats de SrTiO3 (STO) dans le régime ultra-mince. L'épaisseur des films a pu être contrôlée jusqu'à un quart de maille. Un effet de diffusion à l'interface substrat-film conduit à une inversion abrupte de l'état de polarisation du film qui a pu être mise en évidence dans les cinq premiers nanomètres de la couche. Les films ont montré une forte polarisation dès le début de leur croissance et ne semblent pas être sensibles à un quelconque champ dépolarisant. L'anisotropie magnétique des films a pu être ajustée de façon à ce qu'elle soit hors plan pour les plus minces et dans le plan pour les plus épais. Contre toute attente pour un matériau à base de Fe3+ 3d5, le moment orbital du Fe s'est avéré non nul, non-monotone en fonction de la température et fortement anisotrope, indiquant un couplage magnéto-structural important. Des hétérostructures de GFO/Pt ont été produites comme première étape vers le développement de dispositifs spintroniques basés sur le GFO. Des mesures de magnéto-transport en angle ont révélé un important effet de magnétorésistance de Hall de spin (SMR) et ont donc conforté la pertinence de GFO pour des dispositifs de mémoire à faible consommation d'énergie basés sur l'effet de Hall de spin.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2020STRAE030
Type de ressource : Thèse