Nano-structures en La2/3Sr1/3MnO3 : de la nano-structuration aux propriétés de transport

La2/3Sr1/3MnO3 nano-structures : from nano-structuration to transport properties

• Auteur / Autrice : Fabien Gaucher
• Direction : Anne-Marie Haghiri-Gosnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lithographie par faisceau d'électrons

Transport

Nanostructures

Mots clés libres

Nanolithographie

Oxyde demi-métallique

Nano-structuration

Résumé

Les travaux reportés dans ce manuscrit présentent la fabrication et l'étude des propriétés de transport de nano-structures de demi-métal La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO). L'optimisation du procédé de nano-structuration, et notamment des étapes de lithographie électronique et de gravure, a permis l'obtention de nano-fils larges de seulement 65 nm et longs de plusieurs microns. L'analyse fine des propriétés de transport montre une conservation de celles-ci jusqu'à une épaisseur réduite d'environ 7 nm. La conduction du courant est alors limitée par différents modes de diffusion selon la gamme de température considérée. Des premières mesures de bruit mettent en avant un faible paramètre de Hooge normalisé ( ≈ 1. 10-32 m3). L'observation de bruit télégraphique dans une fenêtre étroite de température (220 K < T < 245 K) pour le nano-fil le plus étroit et le plus fin est la signature d'une réduction notable du nombre de porteurs de charge à cette échelle. Nous pouvons alors imaginer l'utilisation du LSMO comme électrode de courant totalement polarisé en spin pour l'adressage de molécules magnétiques. Dans cette voie, l'ancrage direct de l'aimant moléculaire Mn12 a été prouvé et ouvre des perspectives intéressantes pour la réalisation d'une vanne de spin moléculaire.

The works reported in this manuscript present the fabrication and the investigation of the transport properties of half-metallic La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) nano-structures. The optimization of the nano-sructuration process, particularly the electron-beam lithography and the etching steps, allowed the realization of nanowires with width down to 65 nm wide and length of several microns. The fine analysis of the transport properties shows their preservation until a thickness reduced to about 7 nm. The current conduction is then limited by different diffusion modes, depending on the temperature range. First noise measurements exhibit a very low normalized Hooge parameter ( ≈ 1. 10-32 m3). The observation of random telegraphic noise for the narrowest and thinnest nanowire in a narrow temperature range (220 K < T < 245 K) is the signature of a consequent reduction of the charge carriers at this scale. We can then imagine to use the LSMO as a full spin-polarized electrode for molecular magnets addressing. In this way, direct grafting of Mn12 magnetic molecules was prooved and opens interesting perspectives for the realization of a molecular spin valve.