Thèse soutenue

Elaboration et étude des propriétés physiques de jonctions tunnel magnétiques à barrières d'Al2O3, de MgO, ou hybrides

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Laurianne Gabillet
Direction : Jean-François Bobo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Nanophysique, nanocomposants, nanomesures
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

FR  |  
EN

En électronique de spin, les jonctions tunnel magnétiques (JTM) présentant une forte magnétorésistance tunnel (MRT) à température ambiante, sont des structures très prometteuses pour la fabrication d'une nouvelle génération de mémoire vive (MRAM) ou pour la réalisation de capteurs magnétiques ultrasensibles (automobile, têtes de lecture de disque dur). Dans cette thèse, les JTM sont constituées d'un empilement NiO/Co/barrière/Co. La barrière est obtenue par oxydation naturelle d'une couche métallique d'épaisseur inférieure à 2 nm. Elle est soit simple, formée d'Al2O3 ou de MgO, soit hybride, formée de 2 ou 3 couches d'oxydes (Al2O3, MgO ou NiO) subnanométriques. L'élaboration se fait par pulvérisation cathodique au travers de masques, sur substrat de verre ou de MgO (110). Les propriétés physiques sont étudiées par diverses techniques : mesures magnéto-optiques, de magnéto-transport (de 4,2 à 300 K), effet tunnel polarisé vers un supraconducteur, PNR, diffraction X, AFM, HREM. La première étape a été d'étudier les propriétés magnétiques (anisotropie, mode de retournement de l'aimantation) de chaque électrode pour différentes méthodes de dépôt. Le couplage entre électrodes a ensuite été mesuré en fonction de la nature de la couche séparatrice. Puis, après optimisation de l'épaisseur des barrières, les propriétés de transport (résistance, MRT, dépendance en température, en tension) des JTM ont été étudiées pour chaque barrière. Ces études ont permis de contrôler la forme et l'amplitude des réponses magnétorésistives des JTM et de comparer la qualité des diverses barrières. Les barrières de meilleure qualité, celles d'Al2O3, donnent une MRT de 20% à l'ambiante.