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Daniel Solis Lerma

Phénomènes de transport sous effets de proximité dans des dispositifs spintroniques à base de graphène

Publié le 13 mai 2020
Thèse soutenue le 13 mai 2020 pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement

Résumé :
Dans cette thèse, nous présentons une étude des propriétés de transport d'une vanne de spin latérale à base de graphène composée de deux aimants identiques déposés sur une feuille de graphène. Nous étudions en détail le transport de spin dans deux configurations magnétiques différentes des aimants : colinéaires et non colinéaires. En particulier, nous nous concentrons sur les phénomènes de magnétorésistance, ainsi que sur l’impact de la ferroélectricité lorsque les aimants sont constitués du matériaux multiferroïque BFO. Nous démontrons l’existence d’une magnétorésistance de proximité (PMR) où une polarisation du courant de spin est générée sans injection directe à travers les matériaux magnétiques. Cette PMR présentent des résultats prometteurs à température ambiante. De plus, nous démontrons la possibilité de manipuler la magnétorésistance en utilisant la polarisation électrique du BFO.
En raison du degré de liberté supplémentaire de polarisation électrique, nous définissons deux quantités physiques supplémentaires : l'électrorésistance de proximité (PER) et la résistance multiferroïque de proximité (PMER). De plus, nous fournissons une dérivation théorique de l'équation de conservation du courant de spin pour le cas où les intégrales de sauts et le potentiel de sous-réseau de l’hamiltonien du système dépendent du spin. Enfin, nous étudions en détail les phénomènes de couple de transfert de spin dans les vannes de spin proposées en considérant des aimants fait de YIG. Nous étudions sa dépendance par rapport aux dimensions du system et calculons le diagramme de phase courant-champs, à partir duquel il est possible estimer l'ordre de grandeur du courant nécessaire pour commuter l'aimantation des aimants.

Jury :
Rapporteur : Aurélien Manchon
Rapporteur : Stephan Roche
Examinateur : Alessandro Cresti
Examinateur : Philippe Dollfus
Examinateur : Olivier Isnard
Directeur de thèse : Mairbek Chshiev
Co-encadrant de thèse : Xavier Waintal

Mots clés :
non colinéaire, graphène, spintronique, Rashba