Contrôle électrique de dispositif de spintronique moléculaire

Electrical control of molecular spintronics devices

• Auteur / Autrice : Emma Aoustin
• Direction : Richard Mattana, Pierre Seneor
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris Saclay
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Spintronique

Molécules

Magnétorésistance

Spintronics

Molecules

Magnetoresistance

Résumé

Le sujet est dans le domaine naissant de la spintronique moléculaire à l'interface entre électronique de spin et électronique moléculaire/organique. L'intégration de composés organiques dans des dispositifs d'électronique de spin peut présenter de nombreux avantages. Cela va de la possibilité de réaliser des composants flexibles, de stocker ou propager une information de spin sur de longues distances ou bien d'effectuer une ingénierie des propriétés électroniques d'un dispositif de spintronique à l'échelle atomique. Au-delà de ces avantages déjà établis, nous avons montré que l'hybridation dépendante du spin à l'interface métal ferromagnétique/molécule pouvait avoir un impact important en spintronique. Des fonctionnalités radicalement différentes de celles des matériaux inorganiques conventionnels utilisés en spintronique peuvent apparaître à ces interfaces. Ce nouveau concept ouvre des perspectives remarquables pour l'ingénierie de dispositifs de spintronique. En fonction du couplage entre le substrat ferromagnétique et les molécules, la polarisation de spin à l'interface hybride peut être inversée ou même exaltée. Il est donc possible de moduler l'injection de spin grâce à cette hybridation dépendante du spin et par conséquent de modifier les propriétés des dispositifs d'électronique de spin. L'objectif de la thèse sera l'étude des phénomènes d'injection et de détection de spins depuis des électrodes ferromagnétiques au travers de couches organiques. On s'intéressera notamment à jouer sur couplage électronique à l'interface métal ferromagnétique/molécule afin de moduler à souhait les propriétés des dispositifs d'électronique de spin. Pour cela nous utiliserons des molécules dont les propriétés électroniques peuvent être modifiées par un stimulus externe tel que le champ électrique.

The subject is in the emerging field of molecular spintronics at the interface between spin electronics and molecular/organic electronics. The integration of organic compounds into spin electronic devices can provide many advantages. This ranges from the possibility of producing flexible components, of storing or propagating spin information over long distances or of engineering the electronic properties of a spintronic device at the atomic scale. Beyond these already established advantages, we have shown that spin-dependent hybridization at the ferromagnetic metal/molecule interface could have an important impact in spintronics. Radically different functionalities than conventional inorganic materials used in spintronics can appear at these interfaces. This new concept opens up perspectives remarkable for the engineering of spintronics devices. Depending on the coupling between the ferromagnetic substrate and the molecules, the spin polarization at the hybrid interface can be reversed or even enhanced. It is therefore possible to modulate spin injection thanks to this spin-dependent hybridization and consequently to modify the properties of spin electronic devices. The objective of the thesis will be the study of spin injection and detection phenomena from ferromagnetic electrodes through organic layers. We will be particularly interested in playing on electronic coupling at the ferromagnetic metal/molecule interface in order to modulate the desired properties of spin electronic devices. For this we will use molecules whose electronic properties can be modified by an external stimulus such as the electric field.