Thèse soutenue le 15 juin 2016 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Grenoble Alpes - Spécialité : Nanophysique

Résumé :
Dans cette thèse, nous étudions le transport diffusif de la charge, du spin et de la chaleur dans les structures métalliques incluant des métaux ferromagnétiques. En particulier, nous nous sommes intéressés à la partie de ce transport dont la polarisation n'est pas colinéaire à l'aimantation ambiante.
Par exemple un courant polarisé en spin arrivant sur une couche magnétique dont l'aimantation pointe dans une autre direction verra sa partie transverse (i.e. non colinéaire à l'aimantation) précesser et être absorbée par l'aimantation sur une distance de quelques nanomètres au plus. Nous présentons un état de l'art sur ces deux distances caractéristiques, de précession et d'absorption transverse. Nous montrons aussi que ce comportement a un impact majeur sur la dynamique, notamment des murs de domaines magnétiques "longs" (plus de dix nanomètres).
Nous étudions aussi le torque de transfert de spin dans ces structures magnétiques. Cette étude a porté sur deux aspects majeurs. Tout d'abord l'amplitude du torque, pour savoir s'il est capable de démarrer une des dynamiques magnétiques connues : l'inversion magnétique, ou la précession en état stationnaire. Ensuite, la dépendance du torque avec l'angle relatif des aimantations : dans certains cas, une configuration non-colinéaire peut-être stabilisée. Deux sources d'énergies ont été considérées, une différence de potentiel, ou une différence de température (en incluant les effets thermoélectriques dépendant du spin).
Toute cette étude est réalisée dans le cadre de notre théorie, la Continuous Random Matrix Theory, que nous présentons dans son intégralité, de son origine avec la théorie de scattering, jusqu'aux équations différentielles de diffusion, résultat majeur de cette thèse.
Nous présentons aussi l'outil numérique basé sur cette théorie, grâce auquel nous avons effectué toutes nos simulations. Cet outil permet d'évaluer le transport diffusif dans les structures métalliques tridimensionnelles, en utilisant des paramètres matériaux facilement disponibles dans la littérature pour la plupart.

Jury :
Président : M. Chris Bäuerle
Rapporteur : M. Aurélien Manchon
Rapporteur : M. André Thiaville
Examinateur : M. Henri Jaffrès
Directeur de thèse​ : M. Xavier Waintal
Co-directeur de thèse : M. Mair Chshiev

Mots clés :
Théorie unifiée du transport de spin, charge et chaleur

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