Propriétés électriques, magnétiques et structurales de semiconducteurs ferromagnétiques à base de GaMnAs

par Carlos Hernandez Rodriguez

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux

Sous la direction de Salam Charar.

Soutenue en 2006

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    L'élaboration d'un semiconducteur ferromagnétique à température ambiante est un enjeu de taille pour l'électronique de spin. C'est dans ce cadre que s'inscrit ce travail de thèse consacré à l'étude des propriétés physiques de plusieurs structures à base du semiconducteur ferromagnétique GaMnAs. Nous avons exploré plusieurs voies pour l'amélioration de la température de Curie dans ce type de composé dans le but ultime d'atteindre la température ambiante. Parallèlement à l'étude menée sur les couches minces de GaMnAs, nous avons étudié plusieurs séries de superréseaux (SR) de deux types GaMnAs/GaAs (i) alternant couches magnétiques et non magnétiques et des SR " digital alloys " (ii) possédant des demi-monocouches de MnAs cubique, l'idée sous jacente étant d'exploiter au mieux le confinement des ions magnétiques et un fort dopage. Cependant les températures de transition de ces structures se sont révélées très basses principalement du fait du nombre insuffisant de porteurs (i) ou d'une auto-compensation des porteurs de charge par de nombreux défauts de type manganèse interstitiel (ii). Par ailleurs, l'utilisation d'une technique originale de recuit à basse température sous capping d'arsenic a permis d'obtenir des températures de transition de l'ordre de 160 K proches du record atteint à ce jour (173 K). Cette nouvelle technique de recuit permet d'évacuer de façon très efficace les défauts de type manganèse interstitiel des couches en les piégeant à la surface. Ainsi ces Mn deviennent passifs et ne nuisent plus aux propriétés magnétiques du matériau. D'autre part l'étude de l'effet Hall planaire a permis de montrer que la réorientation de l'aimantation dans le plan des structures est bien décrite par un mécanisme de déplacement de parois de domaines orientés à 90°.

  • Titre traduit

    Electric, magnetic and structural properties of GaMnAs based ferromagnetic semiconductors


  • Résumé

    This work aims at bringing a better knowledge of woods, mainly heavy tropical ones, used in instruments, and some proposals for a diversification in relation with difficulties in sustainable availability. It follows two complementary approaches: characterization of the diversity used or usable in musical instrument making (species, vibrational properties); study of microstructural and chemical (extractives) factors influencing the important properties. A database “woody species – uses in instruments” is drawn and started to be implemented with information about extra-European traditions in instrument making. Basic vibrational properties (specific Young's modulus and damping coefficient in the frequency range 200-600Hz) in axial direction, equilibrium moisture content (at 20°C and 65% RH) and colour parameters CIELab and CIELCh are determined on 1400 probes of small dimensions covering 60 species and 70 wood types, including 70% of tropical woods. One half is provided by instrument makers, the other is pre-selected according to criteria linking mechanical, chemical and physical properties. The relationships between properties are analysed and the species are classified into similarity groups by multivariate analysis. Heartwood extractives are responsible for very low damping coefficients and moisture contents for the majority of the tropical woods under study. Simple predictive models are proposed that explain, on studied species, 85-90% of the observed variability in damping coefficients. Relationships between physico-mechanical properties and microfibril angle on normal and compression wood of 3 softwoods are globally in agreement with the literature but compression woods exhibit – at given specific modulus- lower damping than normal woods. Heartwoods of two species of Papilionaceae (Pterocarpus soyauxii Taub. ‘Padauk' et P. Erinaceus Harms. ‘Senegal Rosewood') are compared in their native state and after being extracted in different solvents. The extractives from Padauk are –at given quantities- more efficient in reducing damping than those of Senegal Rosewood and conversely for moisture content. Hypothesis are formulated about possible mechanisms.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.153-162. Annexes

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2006.MON-60
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