Propriétés magnétiques, orbitales et de transport d’hétérostructures basées sur LaMnO3

Magnetic, orbitaland transport properties in LaMnO3 based heterostructures

• Auteur / Autrice : Alice Galdi
• Direction : Laurence Méchin, Giovanni Costabile
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses, matériaux et composants
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microcapteurs

Dépôts physiques

Dépôt par laser pulsé

Rayons X -- Diffraction

Couches minces

Oxydes de manganèse

Résumé

Dans la première partie de la thèse nous traitons les propriétés magnétiques, orbitales et de transport des super-réseaux (LaMnO3) 2N (SrMnO3) N et des couches minces de LaxMnO3-d déposées par épitaxie à jet moléculaire (MBE) sur des substrats SrTiO3. Ces super-réseaux représentent un nouveau genre d'hétérostructure, récemment très étudié, composée par un nombre entier de mailles, où des effets de reconstruction électronique aux interfaces sont prévus. Les deux systèmes sont étudiés par des techniques traditionnelles (transport, aimantation par SQUID) et par des techniques d’absorption et d'émission de rayon X par rayonnement de synchrotron. Des informations précieuses sur le ferromagnétisme, l'antiferromagnétisme et l’ordre orbital sont obtenues. Dans la deuxième partie du travail de thèse, des techniques de lithographie optique et des différentes techniques de dépôt sont utilisées afin d'effectuer des mesures de transport avec courant perpendiculaire à la surface des échantillons (CPP) et sous l'effet de champ électrique. La technique CPP peut donner de l'information supplémentaire sur les interfaces par rapport aux mesures de transport traditionnelles. La possibilité d'application d'une telle technique également aux multicouches multiferroïques est étudiée. L'effet de champ a été largement étudié dans des systèmes de manganite, puisque il représente une méthode pour changer la densité de porteurs, et afin de fabriquer des dispositifs à effet de champ avec des oxydes. On rapporte les résultats de l'optimisation de telles techniques, ainsi que l'optimisation des matériaux utilisés en tant qu’électrode de base, isolateur de flanc ou de barrière et électrode supérieure.

The first part of the thesis deals with the magnetic, orbital and transport properties of (LaMnO3)2N(SrMnO3)N digital superlattices and of LaxMnO3-d thin films, both deposited by molecular beam epitaxy (MBE) technique on SrTiO3 substrates. The (LaMnO3)2N(SrMnO3)N digital superlattices represent the new kind of heterostructure, actually under intensive study, composed by an integer number of unit cells, where electronic reconstruction effects at the (clean) interface are expected. Both systems where studied by traditional techniques (transport measurements, SQUID magnetometer) and soft X-ray absorption and emission techniques by synchrotron radiation. Collecting the data from different measurement techniques, precious information about ferromagnetism, antiferromagnetism and orbital ordering is obtained. In the second part of the thesis work, optical lithography techniques and different deposition techniques are employed in order to perform transport measurement in current perpendicular to plane (CPP) configuration and field effect measurements. The CPP technique would allow to gain more information respect to the in-plane measurements as the ones used in the first part of the thesis. The possibility of application of such technique also to multiferroic multilayers is also investigated. Field effect has been widely investigated in manganite (especially LMO-based) systems, as it represents a method to tune the carrier density, and in order to engineer all oxide field effect devices. The results of the optimization of such techniques, together with the optimization of the materials needed as base electrode, side and gate insulators and top electrode is reported.