Thèse soutenue

Effets de proximité et piégeage de vortex dans des hybrides supraconducteur-ferromagnétique

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Auteur / Autrice : Xavier Palermo
Direction : Javier E. Villegas
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 30/09/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Albert Fert (Palaiseau, Essonne ; 1995-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Dafiné Ravelosona
Examinateurs / Examinatrices : Javier E. Villegas, Dafiné Ravelosona, Alain Pautrat, Anna Palau, Nicolas Reyren, Philippe Tamarat, Cheryl Feuillet-Palma
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Pautrat, Anna Palau

Résumé

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Les systèmes hybrides supraconducteur-ferromagnétique présentent souvent de nouveaux phénomènes physiques, et pourraient également être utiles pour concevoir de nouvelles mémoires non-volatiles et haute densité pour les circuits supraconducteurs. Cette thèse étudie deux types différents d'hybrides SF, chacun suivant une approche possible de dispositif mémoire, en se focalisant sur les aspects fondamentaux. L'un porte sur l'effet de proximité dans des hétérostructures d'oxydes. Dans celles-ci, des corrélations triplet apparaissent, qui sont à la fois supraconductrices et polarisées en spin. Elles permettraient d'utiliser des effets de la spintronique comme la GMR, mais sont également très sensibles aux propriétés d'interface. Nous les avons étudiées dans des tricouches SFS d'oxydes, par des mesures de conductance. Celles-ci montrent des oscillations, en partie liées à ces états triplets. Nous observons également que les effets d'interface affectent les propriétés électroniques du ferromagnetique, en particulier lorsque cette couche est mince. Un autre genre d'interaction se produit par les champs de fuite provenant des structures de domaines. Des propositions théoriques récentes ont suggéré que de petites structures en tourbillon appelées skyrmion peuvent interagir avec la supraconductivité par ce mécanisme. Nous avons étudié ce couplage dans des bicouches, dans lesquelles les propriétés de transport sont dominées par la dynamique des vortex supraconducteurs. Nous avons vu une augmentation du courant critique en présence de skyrmions comme de domaines. Celles-ci créent également un effet Hall inhabituel dans l'état supraconducteur. La plupart de ces propriétés peuvent être expliquées qualitativement par la dynamique et le mouvement guidé des vortex.