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Accueil du site > Transport micro-onde dans des nanostructures hybrides

Proposition de stage 2009-2010
MASTER 2ème année

 

Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides

Adresse : Bâtiment 510, Centre Scientifique d’Orsay, 91405 Orsay Cedex Directeur du laboratoire : Jean-Paul Pouget

Responsables du stage : Marco Aprili Téléphone : 0169155322 e-mail : aprili@lps.u-psud.fr

 

Titre du sujet proposé :

Transport micro-onde dans des nanostructures hybrides

 

Projet scientifique :

Les systèmes hybrides sont constitués de la juxtaposition de matériaux ayant un ordre électronique bien défini (métal normal N, ferromagnétique F, supraconducteur S, etc.). Au cœur de chaque matériau l’ordre électronique est celui du massif tandis qu’au niveau des interfaces la compétition entre ordres éventuellement antagonistes s’opère, donnant lieu à des phénomènes nouveaux.

Les techniques modernes de nano-fabrication permettent d’accéder aux échelles caractéristiques sur lesquelles ces phénomènes se réalisent. Les mesures de transport électriques basse fréquence dans des dispositifs de taille sub-microniques ont permis de mettre en évidence par exemple l’existence d’une aimantation hors équilibre générée par injection de porteurs polarisés en spin ou la présence d’un nouvel état supraconducteur à l’intérieur d’un métal ferromagnétique. Cependant la dynamique des processus microscopiques, liés , respectivement, à l’accumulation de spin et au déphasage de la fonction d’onde supraconductrice reste un terrain très peu exploré.

Les mesures de réflectivité micro-ondes permettent d’accéder directement aux temps caractéristiques de cohérence de phase, de relaxation et de recombinaison.

Au cours de ce stage, nous proposons de mesurer directement le temps de relaxation de spin-réseau, Ts. Dans une vanne de spin (Ferromagnétique/MétalNormal/Ferromagnétique) la résistance à fréquence nulle dépend de l’orientation respective des aimantations des deux électrodes ferromagnétiques si le spin est conservé dans le métal normal. La différence de résistance entre les configurations d’aimantation parallèle et antiparallèle est proportionnelle au temps de relaxation de spin. Pour des fréquences supérieures à Ts-1, on s’attend à ce que le signal de magnétorésistance soit réduit.

La mesure à fréquence finie ne permet pas uniquement de suivre l’évolution de la valeur absolue de l’amplitude du signal avec la fréquence mais aussi d’étudier le retard entre l’excitation et la réponse, en mesurant les deux composantes en quadrature du signal. Il a été calculé que l’impédance d’une interface Ferromagnétique/MétalNormal présentait une partie imaginaire qui peut être décrite par une capacité effective associé à la répartition des charges dépendant de l’aimantation locale.