Elaboration et étude de couches minces de manganites à valence mixte

par Manuel Bibes

Thèse de doctorat en Physique de la matière

Sous la direction de Jean-Claude Ousset et de Josep Fontcuberta.

Soutenue en 2001

à Toulouse, INSA en cotutelle avec l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona , Espagne .


  • Résumé

    Les composés étudiés dans cette thèse sont des oxydes de manganèse du type L2/3A1/3MnO3 (L=La, A=Ca, Sr) présentant une transition ferromagnétique-paramagnétique s'accompagnant d'une transition métal-isolant à environ 300K. Près de cette température, une forte diminution de la résistivité est observée sous l'application d'un champ magnétique (magnétorésistance colossale). Les manganites présentent également une forte polarisation des porteurs de charge qui les rend très intéressantes pour la fabrication de dispositifs d'électronique de spin (jonctions tunnels, etc). Par ailleurs, la complexe interaction entre spins localisés, configurations orbitales, porteurs et réseau font de ces composés un véritable laboratoire pour le développement de la physique des systèmes à électrons fortement corrélés. Dans ce cadre, cette thèse apporte une contribution à la compréhension des phénomènes d'interface dans les manganites grâce à une étude systématique des propriétés de magnétotransport à travers divers types d'interfaces artificielles et leur corrélation avec les caractéristiques structurales. Les échantillons utilisés sont des couches minces élaborées dans un bâti de pulvérisation cathodique monté et automatisé durant la thèse. L'interaction entre la manganite et divers isolants employés comme barrières tunnel a également été étudiée. Il apparaît que les propriétés de la manganite sont fortement modifiées à l'interface avec ces isolants et que des régions nanométriques présentant des propriétés de magnétotransport radicalement différentes coexistent dans une matrice ferromagnétique et métallique. Ces résultats apportent de nouveaux éléments pour la compréhension des propriétés d'hétérostructures à base de manganites. Par ailleurs, des phénomènes de transport fondamentaux comme la magnétorésistance anisotrope et l'effet Hall extraordinaire ont été l'objet d'une étude approfondie, ce qui a permis d'établir une corrélation entre ces deux effets et le couplage spin-orbite

  • Titre traduit

    Growth and study of mixed valence manganite thin films


  • Résumé

    This thesis reports on properties of Mn oxides of the L2/3A1/3MnO3 (L=La, A=Ca, Sr) (L=La, A=Ca, Sr). These compounds exhibit a ferromagnet-to-paramagnet transition accompanied by a metal-to-insulator transition at T=TC (about 300K). The application of an external magnetic field favours the ferromagnetic ordering of Mn moments which leads to a shift of TC to higher temperatures which in turn gives rise to a strong magnetoresistive effect called colossal magnetoresistance. In these compounds, many interactions have similar energy scales and compete to determine the ground state, making manganites very interesting materials from the basic point of view (related to the study of strongly correlated systems) as well as for the development of new devices for spin electronics. Within this frame, this thesis is focused on the properties of interface phenomena through a systematic study of the magnetotransport properties of artificial interfaces and the correlation with their structural characteristics. The samples used were fabricated by radiofrequency sputtering in a computer-controlled system fully developped and set up during this thesis. The interaction between the manganites and several insulators widely used as barriers in magnetic tunnel junctions has also been addressed. It is found that the properties of the manganite are strongly modified at the interface with such insulating compounds and that nanometric regions having magnetotransport properties different from that of the bulk coexist within a metallic and ferromagnetic matrix. These results bring new elements for the understanding of the interface behavior in manganite-based heterostructures. Apart from this study, fundamental transport phenomena such as anisotropic magnetoresistance and anomalous Hall effect have also been investigated. Their magnitude and temperature dependence have been analysed and a qualitative semi-quantitative explanation involving the spin-orbit interaction has been proposed

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Informations

  • Détails : 202 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 193-202

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2001/614/BIB
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