Super-réseaux de pérovskites pour la génération optique de courants de spin – SUPERSPIN

Les courants de spin sont les éléments de base de la spintronique, l'un des domaines les plus actifs et les plus prometteurs pour le développement de la prochaine génération de dispositifs nanoélectroniques. Ils sont utiles, par exemple, pour réaliser et entretenir l'oscillation de vortex oscillants dans des capteurs et des émetteurs par utilisation de ce que l'on appelle l'effet de couple de transfert de spin. Ces courants de spin sont aujourd'hui principalement générés par des courants électriques filtrés en spin, ce qui consomme malheureusement de l'énergie.

Ici, en utilisant des techniques de modélisation de pointe, nous proposons d'explorer une approche alternative et moins énergivore pour générer directement des courants de spin en utilisant la lumière du soleil dans des super-réseaux à base de matériaux ferroïques tels que BiFeO3 / SrRuO3 ou BiFeO3 / LaFeO3. Plus précisément, nous nous concentrerons sur les courants de spin photo-induits (a) directement dans les couches individuelles par les porteurs de spin photo-excités hors-équilibre et (b) par l'interface en utilisant une combinaison d'effets photovoltaïques et Rashba-Edelstein; en outre, les durées de vie des photo-porteurs de spin chauds par rapport à leur diffusion à l'intérieur des matériaux et à l'interface seront évaluées pour comprendre le facteur limitant de la conversion du rayonnement optique en porteurs de spin photo-excités hors équilibre.

La présente proposition va au-delà des études précédentes, principalement centrées sur le photocourant de spin généré par la lumière polarisée de manière circulaire dans des structures de puits quantiques à base de GaAs en ce qu'elle se concentre sur les courants de spin générés sous une lumière polarisée linéairement dans des matériaux fonctionnels nanostructurés (ferroïques). Ce projet nouveau et original, en fusionnant deux sujets actuellement d'actualité (spintronique et photovoltaïque hors équilibre dans les matériaux ferroïques), permettra de découvrir les mécanismes fondamentaux et clés impliqués dans la génération optique de courants de spin par la lumière polarisée linéairement, dans des matériaux artificiellement conçus (les super-réseaux).