Étude du mouvement du spin d’électrons dans les puits quantiques dépendant du spin PDF Download
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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: 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: Loïc Joly
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Languages : fr
Pages : 145
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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: Francisco José Teran Garcinuno
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Languages : en
Pages : 0
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L'étude des propriétés électroniques et magnétiques des structures à un puits quantique CdMnTe à modulation de dopage de type-n nous a permis d'explorer l'interaction d'échange sp-d entre les électrons 2D délocalisés et les moments magnétiques localisés des ions Mn2+. Cette interaction d'échange sépare les états de spin éléctronique induisant un splitting Zeeman géant lequel modifie profondément les propriétés électroniques et optiques du semi-conducteur. A faible champ magnétique, l'interaction sp-d peut être décrite par une approximation de champ moyen. Néanmoins, à fort champ magnétique nous observons qu'une énergie effective Zeeman nulle n'entraîne pas la disparition complète du gap de spin. En effet, des expériences de transport et de spectroscopie Raman montrent une répulsion entre les niveaux se spin up et down. Nos résultats peuvent être expliqués dans le cadre d'un modèle basé sur l'anti-croisement des niveaux de Landau résolus en spin. Les propriétés magnétiques du sous-système d'ions Mn2+ snt fortement influencées par la présence des porteurs. Le 'knight shift' observé pour la position du spectre RPE peut être décrit par l'approximation de champ moyen pour de faibles champs. Cependant, cette approximation ne permet pas de décrire la valeur importante du 'knight shift' à fort champ au voisinage de EMnz=Eez. Pour interpréter nos résultats expérimentaux de spectroscopie Raman et de Rpe nous proposons un modèle basé sur l'interaction résonante entre les excitations de spin pour les électrons et pour les ions Mn2+. Finalement, une étude de l'évolution de la réponse optique des puits quantiques CdMnTe en fonction de la concentration d'électrons montre une persistance des effets excitoniques lorsque l'énergie de Fermi est comparable à l'énergie de liaison excitonique. Suite à nos recherches, l'homogénéité de nos systèmes est remise en cause.
Author: L. Muus
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 146158678X
Category : Science
Languages : en
Pages : 543
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Electron spin relaxation has established itself as an important experimental method for studying the details of molecular motion in liquids, and as a harsh testing ground for theoreticians. The theo retical difficulties are connected with the complexity of the mole cular motion, and the theoretical interest lies not only in its im portant consequences for the interpretation of experiments, but also in the fascination of a system in which a well-defined quantum me chanical component is in interaction with a complex quasi-classical environment. It is because the theories are concerned with such dissimilar but connected systems that the techniques involved are so numerous. Many of the standard manipulations of quantum mechanics must be brought to bear, and at the same time they must be combined with statistical techniques which are often of considerable sophis tication. The purpose of this volume is to present a survey of these techniques and their application to spin relaxation problems. No single volume can be exhaustive, but we believe that the contri butions to this volume are sufficiently broad to show how those who are concerned with spin relaxation problems think about the subject and circumvent, or expose, its difficulties. The first few Chapters (I-V) review the basic quantum mechani cal and statistical manipulations which are often used.
Author: DELPHINE.. ROBART
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 173
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CE MEMOIRE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA COHERENCE ET DE LA DECOHERENCE DES ETATS DE SPIN DES ELECTRONS ET DES EXCITONS DANS LES PUITS QUANTIQUES A SEMICONDUCTEUR. LES MANIFESTATIONS DE CETTE COHERENCE SONT OBSERVEES SUR LA LUMINESCENCE AU COURS D'EXPERIENCES DE SPECTROSCOPIE OPTIQUE ULTRA-RAPIDE. LES BATTEMENTS QUANTIQUES OBSERVES SUR LA LUMINESCENCE EXCITONIQUE SOUS CHAMP MAGNETIQUE TRANSVERSE MANIFESTENT LA COHERENCE DE SPIN ELECTRONIQUE OU EXCITONIQUE SUIVANT LES CONDITIONS D'EXCITATION. IL EST DEMONTRE QUE LE TYPE DE BATTEMENT OBTENU DEPEND DE LA STABILITE DU SPIN DU TROU AU SEIN DE L'EXCITON. A FORTE DENSITE, UNE CHUTE RAPIDE ET SIMULTANEE DE L'INTENSITE ET DE LA POLARISATION CIRCULAIRE DE LA LUMINESCENCE EST CONSTATEE. CETTE CHUTE EST TRES FORTEMENT DEPENDANTE DE L'ETAT DE POLARISATION DU FAISCEAU LASER EXCITATEUR. UNE THEORIE BASEE SUR L'INTERACTION D'ECHANGE ENTRE EXCITONS EST DEVELOPPEE ET CONDUIT A L'INTERPRETATION ET A LA SIMULATION DE L'ENSEMBLE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. CETTE INTERACTION EST RESPONSABLE DE LA DESTRUCTION DE LA COHERENCE DES EXCITONS.
Author: Florent Baboux
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Languages : fr
Pages : 204
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Cette thèse est consacrée à l'étude des effets du couplage spin-orbite dans des puits quantiques semi-conducteurs dopés (GaAs et CdMnTe), par spectroscopie Raman électronique. Dans ces structures existent des champs magnétiques intrinsèques (Dresselhaus et Rashba). Ces champs offrent des moyens attractifs pour manipuler le spin des électrons, mais contribuent aussi à la relaxation de spin via leur dépendance avec le vecteur d'onde de l'électron (mécanisme D'yakonov-Perel'). Nous montrons que pour les modes collectifs de spin de puits quantiques, le scénario destructif D'yakonov-Perel' est transformé en un scénario constructif : les interactions Coulombiennes font émerger un champ spin-orbite collectif, proportionnel au vecteur d'onde de l'excitation, et renforcé d'un facteur de plusieurs unités par rapport aux champs spin-orbite individuels. Nous mettons d'abord en évidence ces effets spin-orbite géants sur le plasmon de spin inter-sous-bande, dans des puits quantiques de GaAs. Le champ spin-orbite collectif, qui conduit à un éclatement de structure fine du spectre plasmon, est superposé à un champ magnétique extérieur et cartographié dans l'espace réciproque. Nous étudions ensuite l'onde de spin intra-sous-bande du gaz d'électrons polarisé en spin, dans des puits quantiques magnétiques dilués de CdMnTe. Le champ spin-orbite collectif se superpose ici au champ Zeeman géant du composé. Nous mesurons le facteur de renforcement du champ spin-orbite collectif. Enfin, nous démontrons la possibilité de contrôler l'amplitude du champ spin-orbite collectif à l'aide d'une grille optique et nous mesurons la dépendance du facteur de renforcement avec la densité électronique.
Author: Bruno Dareys
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Languages : fr
Pages : 120
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NOUS ETUDIONS LA DYNAMIQUE DES EXCITONS DANS LES PUITS QUANTIQUES INTRINSEQUES A SEMICONDUCTEURS III-V PAR SPECTROSCOPIE RESOLUE EN TEMPS DE LA PHOTOLUMINESCENCE. LA THESE EST DIVISEE EN 4 CHAPITRES. DANS LE PREMIER, NOUS RAPPELONS BRIEVEMENT LE CALCUL DES ETATS EXCITONIQUES DANS LES PUITS QUANTIQUES COMPTE TENU DU MELANGE D'ETATS DE LA BANDE DE VALENCE. ON SOULIGNE L'IMPORTANCE DE L'INTERACTION D'ECHANGE ELECTRON-TROU ET EN PARTICULIER ON SOULIGNE LE ROLE QU'ELLE JOUE DANS L'INTERACTION EXCITON-PHOTON. DANS LE CHAPITRE SUIVANT NOUS PRESENTONS LE PRINCIPE EXPERIMENTAL QUI NOUS PERMET D'EFFECTUER LA SPECTROSCOPIE DE LA PHOTOLUMINESCENCE DES PUITS QUANTIQUES AVEC UNE RESOLUTION TEMPORELLE PROCHE DE LA PICOSECONDE. AU CHAPITRE 3, NOUS MONTRONS QUE LA LUMINESCENCE DES PUITS QUANTIQUES EST DOMINEE PAR LA RECOMBINAISON EXCITONIQUE AU REGIME DE PUISSANCE QUE NOUS UTILISONS. NOUS DEMONTRONS QUE L'EXCITON SE FORME A PARTIR D'UNE PAIRE D'ELECTRON ET DE TROU INDEPENDAMMENT PHOTOGENERES PAR DES PHOTONS D'ENERGIE SUPERIEURE AU GAP DU PUITS. LA POLARISATION INITIALE DE LA LUMINESCENCE NOUS PERMET DE METTRE EXPERIMENTALEMENT EN EVIDENCE L'EFFET DU MELANGE DES ETATS DE VALENCE ET UN TEMPS DE TRANSFERT INTERBANDE TROU LOURD-TROU LEGER DE L'ORDRE DE LA PICOSECONDE. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS ETUDIONS LA RELAXATION DE SPIN DE L'EXCITON. NOUS MONTRONS L'EXISTENCE D'UN PROCESSUS DE RELAXATION DIRECTE ENTRE LES DEUX ETATS RADIATIFS DE L'EXCITON ET NOUS L'INTERPRETONS A L'AIDE DE L'INTERACTION D'ECHANGE ELECTRON-TROU. ENFIN NOUS PROPOSONS UNE METHODE DE MESURE DIRECTE DU TEMPS DE RETOURNEMENT DE SPIN DU TROU
Author: Thibaut Berdot
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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: Christophe Camilleri
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Languages : fr
Pages : 215
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LA COMPREHENSION ET LA MAITRISE DE LA DYNAMIQUE DES SPINS DANS LES SEMICONDUCTEURS SONT DEVENUES LE SUJET D'UNE INTENSE ACTIVITE DANS LE CADRE D'APPLICATIONS FUTURES BASEES SUR L'ELECTRONIQUE DITE DE SPIN : LES MEMOIRES A FORTE DENSITE, LES TRANSISTORS A SPIN AINSI QUE L'ORDINATEUR QUANTIQUE. DANS CE CADRE, L'ETUDE DES SEMICONDUCTEURS MAGNETIQUES PRESENTE UN DOUBLE INTERET A LA FOIS POUR LE DEVELOPPEMENT D'APPLICATIONS SPINTRONIQUES MAIS AUSSI POUR LES ETUDES EN PHYSIQUE FONDAMENTALE. EN EFFET, L'INTERACTION D'ECHANGE ENTRE LES PORTEURS ET LES IONS MAGNETIQUES CONFERE AU MATERIAU DES PROPRIETES MAGNETO-OPTIQUES TRES INTERESSANTES POUR LA POLARISATION DES SPINS. UNE GROSSE PARTIE DE CE TRAVAIL A ETE CONSACREE A LA MISE EN PLACE ET LA MISE AU POINT D'UNE TECHNIQUE POMPE-SONDE BASEE SUR LA MESURE DE L'EFFET KERR MAGNETO-OPTIQUE RESOLU EN TEMPS. CETTE TECHNIQUE OFFRE LA POSSIBILITE D'OBSERVER DIRECTEMENT LA DYNAMIQUE DES SPINS DANS DES HETEROSTRUCURES SEMIMAGNETIQUES. ELLE PERMET EGALEMENT D'ACCEDER A UN CERTAIN NOMBRE DE PARAMETRES COMME LES TEMPS DE RELAXATION DES PORTEURS MAIS AUSSI LE TEMPS DE DEPHASAGE DES IONS MN 2 + AINSI QUE LE FACTEUR DE LANDE. UN CERTAIN NOMBRE DE RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE OBTENUS SUR DES PUITS QUANTIQUES SEMIMAGNETIQUES CD 1 XMN XTE DE TYPE P ET N. NOUS PROPOSONS ENSUITE UNE DISCUSSION SUR LES MECANISMES DE RELAXATION DES PORTEURS MAIS AUSSI DES IONS MN 2 +. LES MODELES EXISTANT NE PERMETTENT PAS FORCEMENT D'EXPLIQUER L'ORDRE DE GRANDEUR QUE L'ON TROUVE EXPERIMENTALEMENT. NOUS NOUS SOMMES EGALEMENT INTERESSES AU FACTEUR DE LANDE DES IONS MAGNETIQUES. NOUS AVONS DANS CERTAINS CAS TROUVE UNE VALEUR VOISINE DE 1.5 DONT L'ORIGINE NOUS EST ENCORE INCONNUE. ENFIN, UNE DERNIERE PARTIE TRAITE DE L'AIMANTATION PHOTOINDUITE RESOLUE EN TEMPS. L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE DE L'AIMANTATION PHOTOINDUITE FAIT INTERVENIR LA POLARISATION DYNAMIQUE QUI PERMET DE SAVOIR SI L'INTERACTION D'ECHANGE AVEC LES IONS MANGANESE EST A L'ORIGINE DE LA RELAXATION DES ELECTRONS OU DES TROUS.
Author: Olivier Ouari
Publisher: Royal Society of Chemistry
ISBN: 1788019660
Category : Science
Languages : en
Pages : 611
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Book Description
Nitroxides are versatile small organic molecules possessing a stabilised free radical. With their unpaired electron spin they display a unique reactivity towards various environmental factors, enabling a diverse range of applications. They have uses as synthetic tools, such as catalysts or building blocks; imaging agents and probes in biomedicine and materials science; for medicinal antioxidant applications; and in energy storage. Polynitroxides (polymers bearing pendant nitroxide sidechains) have been used in organic radical batteries, oxidation catalysts and in exchange reactions for constructing complex architectures. Chapters in this book cover the synthesis of nitroxides, EPR studies and magnetic resonance applications, physiochemical studies, and applications including in batteries, imaging and organic synthesis. With contributions from leaders in the field, Nitroxides will be of interest to graduate students and researchers across chemistry, physics, biology and materials science.
