Les cobaltites à structure bidimensionnelle

Les premiers oxydes utilisés pour des applications en électronique de spin étaient non-magnétiques et constituaient la barrière séparant les électrodes magnétiques dans des jonctions magnétiques tunnel (JMT). Dans de tels systèmes les électrodes magnétiques sont souvent constituées de métaux 3d et leurs alliages. Malgré leur intense exploitation les électrodes métalliques présentent quelques désavantages. La polarisation électronique des métaux 3d ne dépasse jamais les 60% ce qui limite le taux de magnétorésistance. Par ailleurs les métaux sont chimiquement instables et ont tendance à capturer de l’oxygène de la barrière ce qui change les propriétés de l’interface magnétique / non-magnétique (M/NM). L’utilisation des oxydes magnétiques tels le LSMO ou les alliages de Heussler en tant qu’électrodes magnétiques dans des JMT reste pourtant limitée car la croissance de ces matériaux est complexe et leur interface avec des oxydes non-magnétiques et encore mal comprise.

La synthèse des cobaltites bi-dimensionnelles dans lesquelles l’épaisseur des feuillets M/NM est modulée par le nombre et le type de blocks constituant chaque feuillet peut avoir un réel intérêt pour l’électronique de spin. De la même manière que les super-réseaux Fe/Cr, les cobaltites sont constituées d’empilements naturels de couches M et NM. Bien que la température d’ordre des feuillets M reste modeste et bien en dessous de la température ambiante, d’un point de vue fondamental les cobaltites constituent un système multicouche modèle dans lequel les interfaces M/NM peuvent être contrôlées car aucune diffusion n’est autorisée. Les interactions entre les couches magnétiques peuvent être modulées par l’épaisseur de la couche NM. Le but final est d’obtenir des architectures doux-dures ou une vanne de spin naturelle soit en synthétisant des cobaltites avec deux types de couches magnétiques (M1/NM/M2/NM…), soit en synthétisant une couche mince de cobaltite contenant juste quelques feuillets de M/NM qui peut être insérée entre deux électrodes M classiques avec des champs coercitifs différents (Co/M1/NM/M1/Co/NiFe). Les mesures magnétiques et de transport vont nous permettre de comprendre les mécanismes régissant le transport dépendant de spin dans ces vannes de spin naturelles. Cette étude sera également appuyée par des calculs ab-initio.