Étude des effets de la lumière sur les propriétés électriques d’une jonction tunnel magnétique

Study of light effect on the electrical properties of a magnetic tunnel junction

• Auteur / Autrice : Yong Xu
• Direction : Stéphane Mangin, Michel Hehn, Yuan Lu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 25/11/2014
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Rinnert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Chia-Ling Chien, Xiaofeng Jin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthias Kläui, Dafiné Ravelosona

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermoélectricité

Effet photovoltaïque

Magnétorésistance

Effet tunnel

Effets de la lumière

Semiconducteurs -- Jonctions

Mots clés libres

Jonction tunnel magnétique

Magnétorésistance

Effet photovoltaïque

Effet thermoélectrique

Magnetic Tunnel Junction

Magnetoresistance

Photovoltaic effect

Thermo-Electric effect

Résumé

Cette thèse porte sur l’étude des effets de la lumière sur une jonction tunnel magnétique (JTM). Une JTM est constituée d’une couche isolante d’épaisseur nanométrique située entre deux couches magnétiques. Lorsqu’un courant électrique est injecté dans une telle structure, une tension apparaît. Cette tension dépend de l’orientation relative des aimantations des 2 couches magnétiques : c’est l’effet de magnétorésistance tunnel. Nous avons pu montrer dans ce travail de thèse qu’une observation similaire est obtenue lorsque la jonction est irradiée avec de la lumière. En étudiant l’influence du substrat, de la position du faisceau lumineux, de la longueur d’onde de la lumière ainsi que de la réponse du système a un pulse laser, nous avons pu mettre en évidence la présence d’effets photovoltaïque et Seebeck. Ces résultats montrent qu’il est possible, grâce à la lumière solaire, de lire l’information de mémoires magnétiques (type M-RAM) constituées d’une JTM

This thesis is devoted to the study of the effects of light on a magnetic tunnel junction (MTJ). A MTJ is made of a nanometer thick insulating layer sandwiched between the two magnetic layers. When an electric current is injected into such a structure, a voltage can be measured across the insulating layer. This voltage depends on the relative orientation of the magnetizations of the two magnetic layers. This is known as the tunnel magneto-resistance effect. We have shown in this thesis that voltage depending on the orientation of the magnetic layers can be measured when the junction is illuminated with light. By studying the influence of the substrate, the position of the light beam, the wave length of light and the response of the system to a laser pulse, we have been able to demonstrate the presence of photovoltaic and Seebeck effects. These results show that it is possible, thanks to the sunlight, to read the information from magnetic memory (MRAM) made of a MTJ