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Accéder au plan complet du sitePaul NOËL, lauréat du prix de thèse académique 2020
Paul Noël est lauréat du prix de thèse académique 2020 avec 7 autres docteur.e.s pour sa thèse présentée en 2019 et intitulée "Injection dynamique de spin et conversion courant de spin - courant de charge dans les interfaces Rashba à base d'oxydes et les isolants topologiques". Les prix de thèse académiques ont récompensé huit docteur.e.s dont le travail de thèse est jugé d’une qualité exceptionnelle, selon des critères d’excellence propres à chaque champ disciplinaire et représenté par les 13 écoles doctorales du site.
Lauréat du prix de thèse académique 2020 : Paul NOËL
Intitulé de la thèse : Injection dynamique de spin et conversion courant de spin - courant de charge dans les interfaces Rashba à base d'oxydes et les isolants topologiques.
Ecole doctorale : Physique
Spécialité : Physique de la matière condensée et du rayonnement
Laboratoire : SPINTEC - IRIG (CEA / CNRS / UGA / Grenoble INP-UGA)
Directeur de thèse : Jean-Philippe ATTANÉ (co-encadrant Laurent VILA)
Mots clés : spintronique, spinorbitronique, courants de spin, effet Hall de spin, effet Rashba, isolants topologiques
La thèse porte sur une étude détaillée de la conversion spin/charge dans plusieurs systèmes, dont les interfaces d’oxydes et les isolants topologiques. Cette thèse a été effectuée sur un sujet novateur au carrefour de la physique fondamentale et des nouvelles technologies du stockage de l’information dans des mémoires magnétiques et nécessite la maîtrise fine des techniques les plus pointues du magnétisme mais aussi celles de la nanofabrication pour l’élaboration des échantillons.
Résumé
L'utilisation de matériaux ferromagnétiques a longtemps été l'unique méthode pour détecter et produire des courants de spin. Cependant, depuis le milieu des années 2000 des méthodes alternatives ont été proposées. Un champ émergent de la spintronique, appelé spin-orbitronique, s'attelle à l'utilisation du couplage spin orbite pour détecter et produire des courants de spin en l'absence de matériaux ferromagnétiques. Une interconversion efficace entre courant de spin et courant de charge a pu être obtenues à l'aide de l'effet Hall de spin dans les métaux lourds tels que le Platine ou le Tantale. Une telle conversion peut aussi être obtenue en utilisant l'effet Edelstein dans les interfaces Rashba et les isolants topologiques.La conversion de courant de spin à courant de charge par effet Hall de spin et effet Edelstein inverse peut être étudiée par la méthode dite du pompage de spin par résonance ferromagnétique. Ce manuscrit présente ces différents effets de conversion ainsi que la technique utilisée basée sur une mesure électrique effectuée à la résonance ferromagnétique. Y sont présentés des résultats de conversion spin charge dans les métaux, les interfaces Rashba à base d'oxydes ainsi que dans les isolants topologiques. Parmi ces systèmes nous avons montré la possibilité de moduler à l'aide d'une grille électrostatique la conversion spin charge dans un gaz d'électron bidimensionel obtenu à la surface de l'oxyde SrTiO3. De plus il est possible de moduler, de façon rémanente, la conversion dans SrTiO3 grâce à la ferroélectricité obtenue à des températures cryogéniques.Parmi les autres systèmes étudiés les isolants topologiques HgTe et Sb2Te3 présentent des propriétés de conversion spin vers charge prometteuses à température ambiante. En particulier dans le cas de HgTe, en utilisant une couche de protection de HgCdTe nous avons pu obtenir des niveaux de conversion un ordre de grandeur plus élevé que dans le Platine.Ces résultats suggèrent que les gaz d'électrons bidimensionnels aux interfaces d'oxydes ainsi que les isolants topologiques sont des systèmes prometteurs pour la détections de courants de spin pour des applications au delà de la logique CMOS.
> Découvrir tous les lauréats des prix de thèse 2020
Mise à jour le 2 juin 2020
Intitulé de la thèse : Injection dynamique de spin et conversion courant de spin - courant de charge dans les interfaces Rashba à base d'oxydes et les isolants topologiques.Ecole doctorale : Physique
Spécialité : Physique de la matière condensée et du rayonnement
Laboratoire : SPINTEC - IRIG (CEA / CNRS / UGA / Grenoble INP-UGA)
Directeur de thèse : Jean-Philippe ATTANÉ (co-encadrant Laurent VILA)
Mots clés : spintronique, spinorbitronique, courants de spin, effet Hall de spin, effet Rashba, isolants topologiques
La thèse porte sur une étude détaillée de la conversion spin/charge dans plusieurs systèmes, dont les interfaces d’oxydes et les isolants topologiques. Cette thèse a été effectuée sur un sujet novateur au carrefour de la physique fondamentale et des nouvelles technologies du stockage de l’information dans des mémoires magnétiques et nécessite la maîtrise fine des techniques les plus pointues du magnétisme mais aussi celles de la nanofabrication pour l’élaboration des échantillons.
Résumé
L'utilisation de matériaux ferromagnétiques a longtemps été l'unique méthode pour détecter et produire des courants de spin. Cependant, depuis le milieu des années 2000 des méthodes alternatives ont été proposées. Un champ émergent de la spintronique, appelé spin-orbitronique, s'attelle à l'utilisation du couplage spin orbite pour détecter et produire des courants de spin en l'absence de matériaux ferromagnétiques. Une interconversion efficace entre courant de spin et courant de charge a pu être obtenues à l'aide de l'effet Hall de spin dans les métaux lourds tels que le Platine ou le Tantale. Une telle conversion peut aussi être obtenue en utilisant l'effet Edelstein dans les interfaces Rashba et les isolants topologiques.La conversion de courant de spin à courant de charge par effet Hall de spin et effet Edelstein inverse peut être étudiée par la méthode dite du pompage de spin par résonance ferromagnétique. Ce manuscrit présente ces différents effets de conversion ainsi que la technique utilisée basée sur une mesure électrique effectuée à la résonance ferromagnétique. Y sont présentés des résultats de conversion spin charge dans les métaux, les interfaces Rashba à base d'oxydes ainsi que dans les isolants topologiques. Parmi ces systèmes nous avons montré la possibilité de moduler à l'aide d'une grille électrostatique la conversion spin charge dans un gaz d'électron bidimensionel obtenu à la surface de l'oxyde SrTiO3. De plus il est possible de moduler, de façon rémanente, la conversion dans SrTiO3 grâce à la ferroélectricité obtenue à des températures cryogéniques.Parmi les autres systèmes étudiés les isolants topologiques HgTe et Sb2Te3 présentent des propriétés de conversion spin vers charge prometteuses à température ambiante. En particulier dans le cas de HgTe, en utilisant une couche de protection de HgCdTe nous avons pu obtenir des niveaux de conversion un ordre de grandeur plus élevé que dans le Platine.Ces résultats suggèrent que les gaz d'électrons bidimensionnels aux interfaces d'oxydes ainsi que les isolants topologiques sont des systèmes prometteurs pour la détections de courants de spin pour des applications au delà de la logique CMOS.
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Déménagement
Le Collège et les écoles doctorales (hormis Philo) ont déménagé 1er septembre 2020 pour rejoindre la Maison Jean Kuntzmann au 110 rue de la Chimie 38400 Saint-Martin-d'Hères sur le Domaine Universitaire (Tram B et C, Arrêts "Bibliothèques universitaires").
