Epitaxie de films minces métalliques : (i) relaxation élastique pendant la croissance pseudomorphe, (ii) épitaxie d'hétérostructures NiMnSb/MgO/NiMnSb pour l'électronique de spin

par Pascal Turban

Thèse de doctorat en Physique et chimie de la matière et des matériaux

Sous la direction de Stéphane Andrieu.


  • Résumé

    Le travail présenté porte sur l'épitaxie de films minces métalliques. La première partie est consacrée à l'étude de la relaxation élastique des contraintes épitaxiales pendant la croissance 2D pseudomorphe. Pendant ces croissances, les atomes en lisière d'îlots monoatomiques ont une coordination réduite et peuvent alors partiellement et élastiquement relaxer les contraintes épitaxiales. Nous avons mis en évidence ce phénomène de relaxation élastique sur un grand nombre de systèmes métalliques hétéro et homoépitaxiés. La relaxation a été étudiée en fonction de l'état de contraintes du système. Dans le cas de l'homoépitaxie où le désaccord paramètrique naturel est nul, des effets spectaculaires ont été observés sur les systèmes présentant des reconstructions de surface. Le cas de l'homoépitaxie du vanadium a été spécifiquement étudié. Nous avons pu alors corréler l'amplitude de la relaxation élastique avec l'état de contrainte de la couche tampon. Finalement, nous avons développé un modèle analytique de la relaxation élastique. Les résultats théoriques montrent un bon accord qualitatif avec l'ensemble des données expérimentales. La seconde partie de ce mémoire porte sur la préparation de films minces monocristallins de l'alliage NiMnSb. Ce composé est particulièrement intéressant pour le développement de dispositifs magnétorésistifs du fait de son caractère demi-métallique. La croissance épitaxiale de NiMnSb a été étudiée en détail puis optimisée. L'ordre structural et chimique dans l'alliage a été caractérisé. Les propriétés magnétiques macroscopiques et de surface ont également été étudiées. Diverses signatures d'une transition depuis la phase demi-métallique vers la phase ferromagnétique normale autour de 100K ont pu Ítre mises en évidence. Ces couches de NiMnSb ont ensuite été intégrées dans des hétérostructures de type NiMnSb/MgO/NiMnSb pouvant servir de base à la préparation de jonctions tunnel magnétiques avec deux électrodes demi-métalliques.


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  • Détails : 167 f..
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  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SC N2001 119A
  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SC N2001 119B
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