Étude ab-initio de magnétisme et du transport électronique dans les systèmes hybrides (fer/semi-conducteur/fer) PDF Download
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Author: Nadjib Baadji
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 207
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Book Description
Cette thèse porte sur l' étude des propriétés électroniques, magnétiques et de transport des jonctions magnétiques à effet tunnel Fe/S/Fe(OOI), où S est un semi-conducteur (GaAs) ou un isolant (Mgü). Cette étude a été réalisée en utilisant la méthode linéaire des ondes planes augmentées (FLAPW) et la méthode linéaire des orbitales muffin-tins. Cette dernière méthode est basée sur le formalisme de la fonction de Green et l'approximation du potentiel cohérent dans l'approximation des sphères atomiques. Nous étudions l'effet de la terminaison chimique à l'interface GaAs-Fe des jonctions de Fe/GaAs/Fe(OOI) sur ses propriétés électroniques, magnétiques et de transport. En particulier, nous constatons que les relaxations atomiques et l'inter-diffusion à l'interface, entre le fer et les interfaces de semi-conducteur ont des effets très importants sur les propriétés électroniques et magnétiques ( densité des états, le couplage inter-couches, réduction de la conductance ... ). Les propriétés magnétiques sont étudiées grâce au dichroïsme circulaire magnétique de rayon X (XMCD) et comparé aux spectres expérimentaux. Les règles de sommes XMCD permettent de déterminer le moment magnétique de Fe à l'interface. Les propriétés de transport sont corrélées aux propriétés électroniques et particulièrement à la surface de Fermi résolue par couche. Dans les jonctions de Fe/MgO/Fe, nous avons montré que les propriétés structurales ont un effet important sur les propriétés électroniques, magnétiques et de transport. Parmi les différents défauts structuraux observés dans les échantillons Fe/MgO, la rugosité et la présence des couches de FeO à l'interface sont étudiées. Ces défauts sont responsables de la réduction de la TMR expérimentale comparé à notre résultat obtenu pour des jonctions parfaites. La présence d'une telle couche peut être sondée par la spectroscopie d'absorption de rayon X (XAS) et XMCD qui est une méthode puissante pour sonder les moments du spin et orbital de chaque espèce atomique et chaque orbite, et est employé pour étudier le ferromagnétisme à l'interface. Finalement, nous nous intéressons au demi-métal Cr02 possédant une polarisation de spin 100%, un autre matériau candidat pour l'injection du spin. Nous montrons que le couplage spin-orbite réduit la polarisation tandis que les corrélations électroniques intra-site statique, ont tendance à l'augmenter. Nous montrons également que les spectres expérimentaux de XMCD dans la géométrie non polaire et pour des matériaux non cubiques contiennent du dichroïsme biréfringeant et magnétique, et que les règles de somme de XMCD s'appliquent que si le dichroïsme biréfringeant est retiré des spectres expérimentaux.
Author: Nadjib Baadji
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Languages : fr
Pages : 207
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Cette thèse porte sur l' étude des propriétés électroniques, magnétiques et de transport des jonctions magnétiques à effet tunnel Fe/S/Fe(OOI), où S est un semi-conducteur (GaAs) ou un isolant (Mgü). Cette étude a été réalisée en utilisant la méthode linéaire des ondes planes augmentées (FLAPW) et la méthode linéaire des orbitales muffin-tins. Cette dernière méthode est basée sur le formalisme de la fonction de Green et l'approximation du potentiel cohérent dans l'approximation des sphères atomiques. Nous étudions l'effet de la terminaison chimique à l'interface GaAs-Fe des jonctions de Fe/GaAs/Fe(OOI) sur ses propriétés électroniques, magnétiques et de transport. En particulier, nous constatons que les relaxations atomiques et l'inter-diffusion à l'interface, entre le fer et les interfaces de semi-conducteur ont des effets très importants sur les propriétés électroniques et magnétiques ( densité des états, le couplage inter-couches, réduction de la conductance ... ). Les propriétés magnétiques sont étudiées grâce au dichroïsme circulaire magnétique de rayon X (XMCD) et comparé aux spectres expérimentaux. Les règles de sommes XMCD permettent de déterminer le moment magnétique de Fe à l'interface. Les propriétés de transport sont corrélées aux propriétés électroniques et particulièrement à la surface de Fermi résolue par couche. Dans les jonctions de Fe/MgO/Fe, nous avons montré que les propriétés structurales ont un effet important sur les propriétés électroniques, magnétiques et de transport. Parmi les différents défauts structuraux observés dans les échantillons Fe/MgO, la rugosité et la présence des couches de FeO à l'interface sont étudiées. Ces défauts sont responsables de la réduction de la TMR expérimentale comparé à notre résultat obtenu pour des jonctions parfaites. La présence d'une telle couche peut être sondée par la spectroscopie d'absorption de rayon X (XAS) et XMCD qui est une méthode puissante pour sonder les moments du spin et orbital de chaque espèce atomique et chaque orbite, et est employé pour étudier le ferromagnétisme à l'interface. Finalement, nous nous intéressons au demi-métal Cr02 possédant une polarisation de spin 100%, un autre matériau candidat pour l'injection du spin. Nous montrons que le couplage spin-orbite réduit la polarisation tandis que les corrélations électroniques intra-site statique, ont tendance à l'augmenter. Nous montrons également que les spectres expérimentaux de XMCD dans la géométrie non polaire et pour des matériaux non cubiques contiennent du dichroïsme biréfringeant et magnétique, et que les règles de somme de XMCD s'appliquent que si le dichroïsme biréfringeant est retiré des spectres expérimentaux.
Author: Soumia Lardjane
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Languages : fr
Pages : 0
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La spintronique est un nouveau domaine de recherche qui exploite l'influence de la caractéristique quantique de l'électron (le spin) sur la conduction électrique. Pour réaliser des composants de spintronique innovants, l'obtention des semi-conducteurs ferromagnétiques à température ambiante devenait un challenge international. Dans ce contexte, après les premières prédictions théoriques de la haute température de Curie de Zn1-xCoxO et les rapports contradictoires sur l'état magnétique de ce système, nous nous sommes attaché à étudier le semi-conducteur magnétique dilué Zn1-xCoxO. Une étude ab initio des propriétés structurales, électroniques et magnétiques du Zn1-xCoxO a été effectuée en utilisant la méthode de pseudopotentiels dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec les deux approximations GGA et GGA+U. En parallèle, des films minces de Zn1-xCoxO ont été synthétisés par co-pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive avec différentes conditions d'élaboration. Les propriétés structurales, morphologiques, électriques et magnétiques ont été analysées par différentes techniques de caractérisation et confrontées à celles obtenues par l'étude ab inito.
Author: Raphaël Serra
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Languages : fr
Pages : 160
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Le moment magnétique des atomes de fer est considérablement modifié au voisinage des interfaces. La spectroscopie de pertes d'énergie d'électrons (EELS) permet d'étudier la structure électronique avec une résolution spatiale de l'ordre du nanomètre. En particulier, les seuils L2,3 des métaux de transition peuvent apporter des informations sur les variations locales du moment magnétique. Il existe en effet un lien entre le rapport d'intensité I(L3)/I(L2) mesuré au seuil du fer et le moment magnétique porté par cet atome. Cependant le lien qui uni ces deux quantités n'est pas direct, mais des études menées sur des composés et alliages contenant du fer ont montré de manière empirique que le rapport d'intensité I(L3)/I(L2) varie de façon monotone avec le moment magnétique porté par les atomes de fer. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés aux variations du rapport d'intensité I(L3)/I(L2) induites par les interfaces dans trois systèmes épitaxiés différents contenant des couches minces de fer. Ces systèmes diffèrent l'un de l'autre par la structure atomique et/ou chimique des interfaces bordant la couche de fer. De plus, pour chacun de ces systèmes nous avons étudié l'influence de l'épaisseur de la couche de fer sur la structure électronique et magnétique. Les variations de rapport d'intensité des seuils L2,3 induites par les interfaces sont corrélés aux variations du moment magnétique des atomes de Fe qui sont calculées quelles que soient les systèmes de manière ab-initio.
Author: ANTOINE.. FILIPE
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Languages : fr
Pages : 138
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L'OBJET DE CE TRAVAIL EST D'EXPLORER LES PROPRIETES ELECTRONIQUES ET STRUCTURALES DES CONTACTS METALLIQUES FERROMAGNETIQUES SUR SEMI-CONDUCTEURS. DES EXPERIENCES SONT PRESENTEES SUR LE SYSTEME MODELE FE/GAAS ELABORE PAR EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES. L'ETUDE DE LA PERTE D'AIMANTATION DE FE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DE CROISSANCE MET EN EVIDENCE LA FORMATION D'UNE COUCHE INTERFACIALE DE REACTION. ELLE A UNE AIMANTATION EGALE A 50% DE CELLE DU FER ET ELLE EST COMPOSEE D'UN MELANGE DE FE#3GA#2#-#XAS#X ET DE FE#2AS. L'EPAISSEUR DE CETTE COUCHE EST DETERMINEE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DE DEPOT. NOUS MONTRONS QUE CETTE INTERDIFFUSION PEUT ETRE INHIBEE PAR UNE OXYDATION PREALABLE SOUS OZONE DE GAAS. EN ILLUMINANT UNE DIODE SCHOTTKY FE/GAAS PAR DE LA LUMIERE POLARISEE, NOUS ETUDIONS LA DEPENDANCE EN SPIN DU PHOTOCOURANT. A PARTIR DES RESULTATS EXPERIMENTAUX, NOUS DEVELOPPONS UNE MODELISATION DU TRANSPORT ELECTRONIQUE DANS CES STRUCTURES UTILISANT LES VITESSES DE RECOMBINAISON ET DE TRANSFERT A L'INTERFACE. NOUS PRESENTONS UN SYSTEME QUI PERMET DE CONTROLER CES PARAMETRES. EN EMPLOYANT COMME SOURCE D'ELECTRONS UNE PHOTOCATHODE DE GAAS, NOUS ETUDIONS L'INJECTION SOUS ULTRAVIDE D'ELECTRONS POLARISES DE SPIN DANS UNE STRUCTURE METAL FERROMAGNETIQUE/SEMI-CONDUCTEUR. LA DEPENDANCE EN SPIN DU COURANT TRANSMIS A TRAVERS LA COUCHE METALLIQUE EST DE L'ORDRE DE 24%. UN MODELE PRENANT EN COMPTE LES EFFETS DE DILUTION DE LA POLARISATION PAR COLLISION INELASTIQUE DANS LA COUCHE DE COUVERTURE NON MAGNETIQUE EXPLIQUE BIEN LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. IL PERMET DE DEDUIRE LA DEPENDANCE EN SPIN DU LIBRE PARCOURS MOYEN DANS FE.
Author: MEHDI.. VAEZZADEH
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Languages : fr
Pages : 160
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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES PROPRIETES DE TRANSPORT DANS LES MULTICOUCHES MAGNETIQUES, EN PARTICULIER DANS DEUX SYSTEMES FER/GADOLINIUM ET ARGENT/NICKEL. DANS LE CAS DU SYSTEME FER/GADOLINIUM, LES COUCHES DE FER ET DE GADOLINIUM SONT COUPLEES ANTIFERROMAGNETIQUEMENT AUX INTERFACES. LA TRANSITION ETAT ALIGNE-ETAT TWISTE A ETE OBSERVEE PAR DES MESURES DE MAGNETORESISTANCE. CETTE TRANSITION S'INTERPRETE BIEN PAR L'UTILISATION DU MODELE THEORIQUE DE CAMLEY. IL FAUT NOTER LA GRANDE SENSIBILITE DES RESULTATS A L'EPAISSEUR DES COUCHES, AU NOMBRE DE BICOUCHES, A LA QUALITE CRISTALLINE DES COUCHES ET LE ROLE IMPORTANT JOUE PAR LES COUCHES EXTERNES. DANS LE SYSTEME ARGENT/NICKEL LE COUPLAGE MAGNETIQUE INDIRECT ENTRE LES COUCHES DE NICKEL PEUT ETRE SOIT ANTIFERROMAGNETIQUE, SOIT FERROMAGNETIQUE EN FONCTION DE L'EPAISSEUR DES COUCHES D'ARGENT. UN EFFET DE MAGNETORESISTANCE GEANTE ET UN COUPLAGE OSCILLANT ENTRE LES COUCHES DE NICKEL PAR L'INTERMEDIAIRE DES ELECTRONS DE CONDUCTION DES COUCHES D'ARGENT ONT ETE MIS EN EVIDENCE. CES PHENOMENES S'INTERPRETENT BIEN PAR UN MODELE A DEUX COURANTS POUR LA MAGNETORESISTANCE GEANTE ET PAR DES MODELES THEORIQUES UTILISANT LES PROPRIETES DES SURFACES DE FERMI DES MATERIAUX. L'ETUDE DU RECUIT THERMIQUE DES MULTICOUCHES ARGENT/NICKEL PERMET DE PREVOIR L'EXISTENCE D'UN PHENOMENE DE MAGNETORESISTANCE GEANTE DANS DES STRUCTURES NON MULTICOUCHES
Author: Bénédict Plante
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Languages : en
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Author: Laurent-Patrick Levy
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662042711
Category : Science
Languages : en
Pages : 470
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This up-to-date work presents a modern vision of magnetism and superconductivity covering both microscopic and phenomenological aspects. The basic information is illustrated with the help of current research topics such as the quantum Hall effect or mesoscopic aspects of superconductivity.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Evgeny Y. Tsymbal
Publisher: OUP Oxford
ISBN: 0191642223
Category : Science
Languages : en
Pages : 416
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This book is devoted to the rapidly developing field of oxide thin-films and heterostructures. Oxide materials combined with atomic-scale precision in a heterostructure exhibit an abundance of macroscopic physical properties involving the strong coupling between the electronic, spin, and structural degrees of freedom, and the interplay between magnetism, ferroelectricity, and conductivity. Recent advances in thin-film deposition and characterization techniques made possible the experimental realization of such oxide heterostructures, promising novel functionalities and device concepts. The book consists of chapters on some of the key innovations in the field over recent years, including strongly correlated oxide heterostructures, magnetoelectric coupling and multiferroic materials, thermoelectric phenomena, and two-dimensional electron gases at oxide interfaces. The book covers the core principles, describes experimental approaches to fabricate and characterize oxide heterostructures, demonstrates new functional properties of these materials, and provides an overview of novel applications.
Author: Rolf Binder
Publisher: World Scientific
ISBN: 9813148764
Category : Science
Languages : en
Pages : 517
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This book provides a comprehensive state-of-the-art overview of the optical properties of graphene. During the past decade, graphene, the most ideal and thinnest of all two-dimensional materials, has become one of the most widely studied materials. Its unique properties hold great promise to revolutionize many electronic, optical and opto-electronic devices. The book contains an introductory tutorial and 13 chapters written by experts in areas ranging from fundamental quantum mechanical properties to opto-electronic device applications of graphene.
