Thèse soutenue

Jonction métal ferromagnétique/semi-conducteur : structure et magnétisme d'interface, transport électronique et dépendance en spin

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Auteur / Autrice : Antoine Filipe
Direction : Henri-Jean Drouhin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des solides
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique
Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Guivarc'h, Alain Schuhl
Rapporteurs / Rapporteuses : Richard Planel, Jean-Pierre Renard

Mots clés

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Résumé

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L'objet de ce travail est d'explorer les propriétés électroniques et structurales des contacts métalliques ferromagnétiques sur semi-conducteurs. Des expériences sont présentées sur le système modèle fe/gaas élaboré par épitaxie par jets moléculaires. L'étude de la perte d'aimantation de fe en fonction de la température de croissance met en évidence la formation d'une couche interfaciale de réaction. Elle a une aimantation égale a 50% de celle du fer et elle est composée d'un mélange de fe#3ga#2#-#xas#x et de fe#2as. L'épaisseur de cette couche est déterminée en fonction de la température de dépôt. Nous montrons que cette interdiffusion peut être inhibée par une oxydation préalable sous ozone de gaas. En illuminant une diode schottky fe/gaas par de la lumière polarisée, nous étudions la dépendance en spin du photocourant. A partir des résultats expérimentaux, nous développons une modélisation du transport électronique dans ces structures utilisant les vitesses de recombinaison et de transfert a l'interface. Nous présentons un système qui permet de contrôler ces paramètres. En employant comme source d'électrons une photocathode de gaas, nous étudions l'injection sous ultravide d'électrons polarises de spin dans une structure métal ferromagnétique/semi-conducteur. La dépendance en spin du courant transmis à travers la couche métallique est de l'ordre de 24%. Un modèle prenant en compte les effets de dilution de la polarisation par collision inélastique dans la couche de couverture non magnétique explique bien les résultats expérimentaux. Il permet de déduire la dépendance en spin du libre parcours moyen dans fe.