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des thèses françaises
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Propriétés magnétiques, électriques et structurales et transport polarisé en spin dans des structures hybrides MnAs-GaAs
| Auteur / Autrice : | Benjamin Rache Salles |
| Direction : | Victor H. Etgens, Jean-Marie Georges |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Science des matériaux |
| Date : | Soutenance en 2010 |
| Etablissement(s) : | Paris 6 |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Le couplage d'un métal ferromagnétique (MF) à un semiconducteur (SC) permettrait d'intégrer le nouveau degré de liberté que constitue le spin aux propriétés logiques et optiques des semiconducteurs. L'élaboration de jonctions tunnel magnétiques couplant ces deux types de matériaux présente des difficultés intrinsèques à leurs conditions de croissance. En effet, à la température de croissance optimale de la barrière semiconductrice (~580°C), une forte interdiffusion à l'interface MF/SC réduit les effets de magnétorésistance. De ce fait, la barrière doit être élaborée à basse température, résultant dans l'incorporation d'antisites d'As dans la barrière SC. Le couple MnAs/GaAs est un bon candidat pour la réalisation de jonctions MF/SC grâce à la faible réactivité et à la forte polarisation à l'interface. Nous avons étudié des JTM MnAs/SC III-V/clusters de MnAs dans une matrice de GaAs (GaAs:MnAs), lesquelles le protocole de croissance de l'électrode inférieure (recuit in situ d'une couche de GaMnAs à T>500°C) permet d'augmenter considérablement la qualité structurale et chimique de la barrière. Ce travail a été réalisé en trois parties. Tout d'abord, les conditions d'élaboration des couches de GaAs:MnAs/GaAs(001) et de MnAs/GaAs(001) ont été optimisées. Ensuite, nous avons mené des études originales de microscopie à gradient de force magnétique et de spectroscopie de photoémission réalisées sur des couches de MnAs, pour la première, et de GaMnAs, MnAs et GaAs:MnAs, pour la deuxième, ont permis de faire ressortir des informations importantes pour leur intégration dans l'électronique de spin. Enfin, une étude du transport tunnel polarisé en spin a été conduite les JTM.