Les mécanismes physiques limitant la cohérence temporelle des nano-oscillateurs spintroniques

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[Thèse]

Offre N° : 510

Date de début : 1 Oct 2009

La réponse inhérente d'un système magnétique, suite à une perturbation externe, est un mouvement oscillatoire de l'aimantation (à des fréquences de Gigahertz) autour de sa position d'équilibre. Du aux pertes énergétiques, l'amplitude des ces oscillations est amortie. Afin de maintenir des oscillations entretenues (à amplitude et fréquence constante) il est alors nécessaire de compenser les pertes énergétiques en re-injectant de l'énergie dans le système. Pour des nano-dispositifs de l'électronique de spin, cette re-injection d'énergie peut se passer via le transfert de spin provenant d'un courant DC polarisé en spin. L'oscillation entretenue résultante se traduit en une tension alternative grâce à l'effet de magnéto-résistance géante ou tunnel. Un tel nano-oscillateur spintronique représente une alternative intéressante aux oscillateurs radiofréquences utilisés actuellement dans les télécommunications (téléphone portable, GPS, accès WIFI etc).
Dans le cadre de cette thèse un point clé des nano-oscillateurs spintroniques sera étudié, qui est la cohérence temporelle entraînant un élargissement des raies d'émission RF, en faisant appel aux mesures radiofréquences en domaine fréquentiel et temporel. Les résultats seront analysés par modélisations numériques. Ces études visent à séparer expérimentalement les mécanismes physiques sous-jacents (activation thermiques fluctuations d'amplitude, du courant, de la résistance et propriétés non-linéaires de la dynamique de l'aimantation) qui limitent la cohérence temporelle des oscillations entretenues. Ils devront permettre de définir des nano-oscillateurs spintroniques à des performances optimisées et compatibles avec les spécifications télécoms.
[1] D. Houssameddine, U. Ebels et al., Nature Materials 6, 447 (2007)
[2] D. Houssameddine, U. Ebels et al., Appl. Phys. Lett. 93, 022505 (2008)