Etude du mouvement du spin d'électrons dans des systèmes ferromagnétiques mesuré en géométrie de réflexion par spectroscopie électronique résolue en spin PDF Download
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Author: Loïc Joly
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
Cette thèse est consacrée à l'étude du mouvement du spin d'électrons dans des systèmes ferromagnétiques mésuré par spectroscopie électronique résolue en spin en géométrie de réflexion. Dans une première partie, nous avons étudié le mouvement du spin dans des couches minces polycristallines du Fe, du Co et du Ni. De ces expériences, nous avons mis en évidence que le mouvement de la polarisation des électrons est fortement lié à la structure de bande électronique du ferromagnétique.La modélisation de la couche ferromagnétique par un modèle d'une marche de potentiel dépendante du spin peut expliquer le comportement aux énergies élevées. La forte variation du mouvement du spin aux faibles énergies, cependant, s'explique par la présence d'une bande interdite dépendante du spin dans la structure électronique du ferromagnétique.Des calculs ab initio corroborent cette interprétation. La seconde partie de ce travail a porté sur l'étude du mouvement de spin dans des puits quantiques formés par un film ferromagnétique de Co(001) recouvert d'un film non magnétique de Cu. L'apparition d'états quantiques dans de tels puits est à l'origine de phénomènes oscillatoires dans les films minces. De plus, la présence d'interfaces magnétiques ajoute une dépendance de spin au confinement quantique. Cependant, aucune étude n'avait encore été menée sur le mouvement du spin dans de tels systèmes.Dans un premier temps, des mesures en fonction de l'énergie des électrons ont révélées des oscillations du mouvement du spin. Nous avons pu montrer qu'un lien certain existe entre les oscillations du mouvement du spin et l'apparition des états de puits quantiques. Dans une seconde expérience, nous avons observé des oscillations à la fois de l'intensité et du mouvement du spin en fonction de l'épaisseur de la couche de couverture et ceci pour plusieurs énergies des électrons incidents. Nous avons montré qu'un modèle d'interféromètre électronique de type Fabry-Pérot permet de très bien modéliser ces oscillations.
Author: Loïc Joly
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Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
Cette thèse est consacrée à l'étude du mouvement du spin d'électrons dans des systèmes ferromagnétiques mésuré par spectroscopie électronique résolue en spin en géométrie de réflexion. Dans une première partie, nous avons étudié le mouvement du spin dans des couches minces polycristallines du Fe, du Co et du Ni. De ces expériences, nous avons mis en évidence que le mouvement de la polarisation des électrons est fortement lié à la structure de bande électronique du ferromagnétique.La modélisation de la couche ferromagnétique par un modèle d'une marche de potentiel dépendante du spin peut expliquer le comportement aux énergies élevées. La forte variation du mouvement du spin aux faibles énergies, cependant, s'explique par la présence d'une bande interdite dépendante du spin dans la structure électronique du ferromagnétique.Des calculs ab initio corroborent cette interprétation. La seconde partie de ce travail a porté sur l'étude du mouvement de spin dans des puits quantiques formés par un film ferromagnétique de Co(001) recouvert d'un film non magnétique de Cu. L'apparition d'états quantiques dans de tels puits est à l'origine de phénomènes oscillatoires dans les films minces. De plus, la présence d'interfaces magnétiques ajoute une dépendance de spin au confinement quantique. Cependant, aucune étude n'avait encore été menée sur le mouvement du spin dans de tels systèmes.Dans un premier temps, des mesures en fonction de l'énergie des électrons ont révélées des oscillations du mouvement du spin. Nous avons pu montrer qu'un lien certain existe entre les oscillations du mouvement du spin et l'apparition des états de puits quantiques. Dans une seconde expérience, nous avons observé des oscillations à la fois de l'intensité et du mouvement du spin en fonction de l'épaisseur de la couche de couverture et ceci pour plusieurs énergies des électrons incidents. Nous avons montré qu'un modèle d'interféromètre électronique de type Fabry-Pérot permet de très bien modéliser ces oscillations.
Author: Thibaut Berdot
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 104
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Book Description
Ce travail apporte une contribution à l'étude du mouvement du spin en géométrie de réflexion sur des systèmes ferromagnétiques. Une corrélation entre la relaxation et les propriétés de réflexion dépendantes en spin est montrée. Tout d'abord, le système Fe/Ag(OOI) a été étudié. Le résultat prédominant mis en évidence est l'obtention d'un angle de précession de 180°, soit la valeur maximale qu'il est possible de détecter. Cette précession de spin géante a été attribuée à la relaxation du paramètre de maille durant la croissance. Nos calculs ab initio confirment cette hypothèse. La deuxième partie de cette thèse correspond à l'étude du système MgO/Fe(OOI). Une très forte sensibilité des angles du mouvement du spin à l'épaisseur de MgO est observée pour certaines énergies. Ainsi, à 7eV, 0,15 MC de MgO sont suffisantes pour réduire la valeur de l'angle de précession de moitié. Les expériences par effet Kerr magneto-optique n'ont montré aucune modification significative de l'aimantation de Fe durant le dépôt de MgO. Cependant, certaines études expérimentales montrent que le dépôt de MgO induit une relaxation hors-plan de la couche de Fe en surface. La relaxation serait de 10% pour une épaisseur de 35 MC et pourrait induire une modification importante de la structure de bandes. Les calculs ab initio réalisés sur la base de cette hypothèse présentent un accord qualitatif avec les résultats expérimentaux et confirment l'importance de l'interface du système MgO/Fe(OOI) pour les propriétés de réflexion dépendantes en spin.
Author: Logane Tati Bismaths
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Languages : fr
Pages : 108
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Book Description
J’ai étudié dans la première partie de ma thèse le mouvement du spin des électrons réfléchis dans un puits quantique formé par le système Au/Co(001). La présence d’une interface magnétique et l’existence des interférences quantiques entrainent un comportement oscillatoire des angles du mouvement de spin. J’ai aussi montré que ces oscillations peuvent bien être décrites par le modèle d’interféromètre de Fabry-Pérot, et que la simulation des données expérimentales permet l’étude des propriétés de réflexion de l’interface qui ne sont pas accessibles expérimentalement de façon directe. Dans la seconde partie j’ai réalisé une étude similaire sur le système Fe/Ag(001). Deux périodes d’oscillations ont été identifiées : une longue période qui est liées aux effets des interférences quantiques des électrons dans la couche de Fe et une courte période d’une monocouche indépendante de l’énergie des électrons incidents, que avons attribuée à la variation périodique de la morphologie du film de Fe qui alterne entre une couche d’atomes complète et incomplète.
Author: Sergey Samarin
Publisher: Springer
ISBN: 9783030131395
Category : Science
Languages : en
Pages : 232
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Book Description
This book presents developments of techniques for detection and analysis of two electrons resulting from the interaction of a single incident electron with a solid surface. Spin dependence in scattering of spin-polarized electrons from magnetic and non-magnetic surfaces is governed by exchange and spin-orbit effects. The effects of spin and angular electron momentum are shown through symmetry of experimental geometries: (i) normal and off normal electron incidence on a crystal surface, (ii) spin polarization directions within mirror planes of the surface, and (iii) rotation and interchange of detectors with respect to the surface normal. Symmetry considerations establish relationships between the spin asymmetry of two-electron distributions and the spin asymmetry of Spectral Density Function of the sample, hence providing information on the spin-dependent sample electronic structure. Detailed energy and angular distributions of electron pairs carry information on the electron-electron interaction and electron correlation inside the solid. The “exchange – correlation hole” associated with Coulomb and exchange electron correlation in solids can be visualized using spin-polarized two-electron spectroscopy. Also spin entanglement of electron pairs can be probed. A description of correlated electron pairs generation from surfaces using other types of incident particles, such as photons, ions, positrons is also presented.
Author: Patrick Bertrand
Publisher: EDP Sciences
ISBN: 2759812928
Category : Science
Languages : fr
Pages : 441
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Book Description
La spectroscopie de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE), c’est-à-dire l’étude de la structure électronique des centres paramagnétiques, est de plus en plus utilisée pour des applications qui vont bien au-delà de celles imaginées initialement par les physiciens. La RPE permet d’obtenir des informations sur l’évolution de propriétés dans le temps (datation) et dans l’espace (traçage). Avec plus d’investissement, elle rend possible l’identification d’une molécule et la détermination de niveaux d’énergie. Cela concerne la physique, la chimie mais aussi les sciences de la Terre et de l’univers, celles de l’environnement, de la vie et de la santé. Cet ouvrage collectif présente une grande variété d’applications. Certaines ne nécessitent pas un bagage théorique important pour être comprises. Pour d’autres, il est possible de se référer à l’ouvrage La spectroscopie de RPE - Fondements dans la même collection ou à certains compléments de fin de chapitre. Des annexes sur des méthodes ou techniques sont proposées de façon indépendante en fin d’ouvrage. Enfin, pour chaque application, des références sont proposées à ceux qui veulent approfondir. L’ouvrage est accessible à des étudiants de master 1 de physique, de chimie, de chimie physique, de biophysique et de biochimie. Il sera utile aux professionnels qui utilisent la technique de spectroscopie RPE, aux chercheurs mais aussi aux enseignants du supérieur et des classes préparatoires qui pourront ainsi élargir leurs connaissances de façon très concrète et illustrée. Chaque application est présentée, expliquée par les meilleurs spécialistes de la question, soit une trentaine d’auteurs principaux, coordonnés par Patrick Bertrand qui a repris, avec le soutien de Grenoble Sciences, l’ensemble des productions pour assurer une cohérence et une uniformité de lecture. Patrick Bertrand est un spécialiste reconnu de la spectroscopie RPE et auteur du livre sur les fondements de la RPE.
Author: Thibaut Devillers
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La synthèse de semiconducteurs ferromagnétiques à température ambiante est désormais un enjeu majeur pour le développement de l'électronique de spin. Dans ce manuscrit sont présentés les résultats de nos travaux sur le système Germanium dopé Manganèse. Nous y discutons tout d'abord les propriétés structurales de couches minces de GeMn élaborées par épitaxie par jets moléculaires, grâce aux techniques de microscopie électronique en transmission, diffraction d'électrons et de rayons X, et spectroscopie EXAFS. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la ségrégation du Mn qui conduit à la formation de phases riches en manganèse. Dans les couches élaborées à basse température (~100°C), cette ségrégation se traduit par une décomposition spinodale 2D qui a pour conséquence la formation de nanocolonnes riches en Mn entourées par une matrice de Ge. La croissance à des températures supérieures à 200 °C conduit en revanche à la formation de précipités métalliques de Ge3Mn5. Dans un second temps, nous avons étudié les propriétés magnétiques de ces différentes phases. Nous avons mis en évidence un comportement superparamagnétique des nanocolonnes et pour certaines conditions de croissance, un comportement ferromagnétique à des températures supérieures à 400K. Nous nous sommes finalement penchés sur des systèmes plus complexes alliant les nanocolonnes de GeMn à d'autres matériaux (GaAs, MnO, Ge), pour démontrer certaines fonctionnalités (exchange bias, auto-organisation des colonnes ...) indispensables à la réalisation de dispositifs spintroniques. L'ensemble de ces résultats ouvre la voie vers l'injection de spin dans les semiconducteurs tels que le Si, Ge et GaAs.
Author: Thibaut Devillers
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 150
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La synthèse de semiconducteurs ferromagnétiques à température ambiante est désormais un enjeu majeur pour le développement de l'électronique de spin. Dans ce manuscrit sont présentés les résultats de nos travaux sur le système Germanium dopé Manganèse. Nous y discutons tout d'abord les propriétés structurales de couches minces de GeMn élaborées par épitaxie par jets moléculaires, grâce aux techniques de microscopie électronique en transmission, diffraction d'électrons et de rayons X, et spectroscopie EXAFS. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la ségrégation du Mn qui conduit à la formation de phases riches en manganèse. Dans les couches élaborées à basse température (~100°C), cette ségrégation se traduit par une décomposition spinodale 2D qui a pour conséquence la formation de nanocolonnes riches en Mn entourées par une matrice de Ge. La croissance à des températures supérieures à 200 °C conduit en revanche à la formation de précipités métalliques de Ge3Mn5. Dans un second temps, nous avons étudié les propriétés magnétiques de ces différentes phases. Nous avons mis en évidence un comportement superparamagnétique des nanocolonnes et pour certaines conditions de croissance, un comportement ferromagnétique à des températures supérieures à 400K. Nous nous sommes finalement penchés sur des systèmes plus complexes alliant les nanocolonnes de GeMn à d'autres matériaux (GaAs, MnO, Ge), pour démontrer certaines fonctionnalités (exchange bias, auto-organisation des colonnes ...) indispensables à la réalisation de dispositifs spintroniques. L'ensemble de ces résultats ouvre la voie vers l'injection de spin dans les semiconducteurs tels que le Si, Ge et GaAs.
