Spintronique à Une Dimension – SUD

Le projet 'Spintronique à Une Dimension' (SUD) propose l'étude de la faisabilité de composants à spin fonctionnant dans le régime de transport électronique balistique. Pour les métaux ce régime est atteint pour des conducteurs de section atomique où les électrons doivent être modélisés comme des ondes se propageant dans des guides étroits. Du fait de ce changement fondamental du mécanisme de transport, on peut se demander si les spins peuvent être manipulés et utilisés dans des dispositifs magnéto-résistifs de ce type. Les objets unidimensionnels de taille atomique seront élaborés en étirant lentement des constrictions métalliques constituées d'or ou de platine, une procédure connue pour former des fils de quelques atomes de long, ou en utilisant la technique d'électrodépot. Ces deux techniques seront d'ailleurs combinées afin de réaliser des vannes de spin dans le régime atomique, du type électrode ferromagnétique / chaine atomique d'or / Electrode ferromagnétique. Ces composants sont à la base des dispositifs actuels de l’électronique de spin et leur extension à un régime unidimensionnel de taille atomique serait en mesure de valider la miniaturisation extrême, imposée par la loi de Moore, des dix années à venir. Dans ces structures, des propriétés magnétorésitives dues à l'injection de spin et aux interférences quantiques sont attendues. Aussi, dans le cadre de ce projet, une nouvelle instrumentation, unique au monde, sera développée permettant de visualiser, dans un microscope électronique en transmission, les structures atomiques formées lors de la cassure des jonctions. Celles-ci seront aussi analysées chimiquement à l’échelle de l’atome afin d’étudier les effets de ségrégation attendus dans le cas de cassures d’alliages. L'effort théorique sera lui aussi conséquent car il s'agira de développer un code incluant dynamique moléculaire (pour modéliser le processus de rupture), structure électronique (incluant le magnétisme) et conductance. Au terme du projet, une électrode de grille sera ajoutée permettant l'étude de l'influence du champ électrique sur la conductance.