Par delà ses applications largement distribuées pour le stockage de l’information binaire, la spintronique vise le traitement Booléen de l’information. Des dispositifs de logique de spin (spin-FETs et portes logiques de spin) sont envisagés en se basant sur la propagation et la manipulation de porteurs polarisés en spin injectés dans un canal latéral depuis un contact magnétique. En dépit de deux décennies de recherche active, l’efficacité des dispositifs (notamment en termes de longueur de propagation du spin et d’amplitude du signal de spin) est toujours limitée quand le canal latéral est un métal ou un semi-conducteur conventionnel : la mise en évidence d’un medium adapté est nécessaire.Le transport dépendant du spin dans le graphène a été étudié dans le cadre de cette thèse. Dans un premier temps, l'impact et la structure de barrières tunnel de haute qualité déposées sur le graphène, nécessaires pour l'injection efficace de l'information de spin, ont été étudiés. A partir de ces résultats, des dispositifs complets d'injection, transport et détection de spin basés sur un feuillet de graphène épitaxié ainsi que sur une bicouche de graphène exfoliée ont alors été construits. Enfin, des mesures de transport du spin dans ces dispositifs ont été effectuées, puis analysées via les modèles classiques de drift/diffusion. Les forts signaux obtenus (gamme du MΩ), en validant l'existence d'un support capable de transporter le spin avec une très forte efficacité sur des distances macroscopiques (jusqu’à 200 µm), ouvrent la voie à une implémentation des concepts de traitement de l'information de spin. / Beyond its widely distributed applications for binary data storage, spintronics aims Boolean information processing. Spin logic devices (spin-FETs and spin logic gates) are envisioned through the propagation and the manipulation of a spin-polarized carriers injected into a lateral channel from a magnetic contact. In spite of two decades of active research, the devices efficiency (in particular in terms of spin propagation length and spin signal amplitude) is still limited when the lateral channel is made of conventional metals or semiconductors: a suitable host still lacks. Spin-dependant transport in graphene is investigated in this thesis. At first, the impact of the growth and on the structure of high quality tunnel barriers deposited on graphene, required to obtain an efficient injection of the spin information, has been studied. From these results, complete devices for spins injection, transport and detection based on an epitaxial graphene sheet and also on an exfoliated bilayer graphene flake were built. Finally, measurements of spin transport in these devices were carried, and then analyzed through classical drift/diffusion models. The strong signals obtained (MΩ range), by validating the existence of a substrate able to carry the spin information with a very large efficiency on macroscopic distances (up to 200 µm), open the way for the implementation of spin processing concepts.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2011PA112115 |
| Date | 11 July 2011 |
| Creators | Dlubak, Bruno |
| Contributors | Paris 11, Petroff, Frédéric |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text, Image |
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